Большая техническая энциклопедия
2 3 6
A N P Q R S U
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
УГ УД УЗ УК УЛ УМ УН УП УР УС УТ УУ УХ УЧ УШ УЩ УЭ

Ударный способ - бурение

 
Ударный способ бурения целесообразен при очень крепких породах, но малопроизводителен как при малой частоте ударов, так и при большой, если-при этом сила удара резко снижается. Вращательный способ бурения производителен, но связан с необходимостью создания больших осевых усилий для подачи долот и эффективен в основном для мягких пород. Комбинированием удара и вращения можно получить наиболее универсальные бурильные машины, соединяющие высокую производительность с малым осевым усилием. Шарошечное бурение следует считать разновидностью ударного, но оно весьма производительно вследствие непрерывности работы и эффективно для крепких пород.
Ударный способ бурения был известен очень давно. Тысячелетия назад китайцы добирались до нефтяного пласта способом, не похожим на колодезный. Подняв вертикально на некоторую высоту бамбуковую трубу, с силой ударяли его в землю. Удар за ударом все глубже и глубже продал бивали в земле отверстие диаметром в 100 и более миллиметров.
Схема сочетания ударного и вращательного способов бурения горных пород. Ударный способ бурения обеспечивает наиболее высокие технико-экономические показатели при проходке скважин в породах не ниже VIII категории по бури-мости.
Ударный способ бурения является наиболее универсальным, обеспечивающим высокие скорости проходки шпуров и скважин в породах любой крепости. При этом перспективы дальнейшего роста скорости бурения почти неограниченны.
Ударный способ бурения - способ сооружения скважин путем разрушения горных пород за счет ударов породоразрушающего инструмента по забою ( дну) скважины.
Ударный способ бурения шахтных стволов впервые был применен в Германии в 1855 г. проходчиком Киндом, усовершенствованный в дальнейшем бельгийским инженером Шадроном.
Эффективность ударного способа бурения зависит от выбора долота для бурения определенной породы, от массы бурового инструмента, числа ударов долота о забой и других причин.
При ударном способе бурения фильтр устанавливается под защитой вспомогательной колонны. Предварительно на забой засыпают гравий для образования подушки. После спуска фильтра поднимают вспомогательную колонну для его обнажения. В процессе подъема нужно следить за тем, чтобы фильтр не поднимался при заклинивании вместе с колонной.
При ударном способе бурения, как правило, не используют промывочную жидкость. По мере углубления скважины обсадную колонну продвигают к забою и удлиняют путем наращивания еще одной трубы. Если продвинуть обсадную трубу вниз невозможно, спускают внутрь вторую обсадную колонну меньшего диаметра. Для этого скважину углубляют долотом, а колонну наращивают. Возможен спуск и последующих колонн меньшего диаметра, пока не будет достигнута проектная глубина.
При ударном способе бурения в скважине отсутствует столб - / жидкости, вследствие чего вслед за долотом необходимо вести обсадную колонну труб, чтобы предотвратить обвалы стенок скважин При вращательном способе бурения проходят до 1000 м и более, без крепления стенок скважины обсадными трубами, несмотря Hat то, что среди проходимых пород встречаются плохо сцементирован - ные лески и иногда недостаточно устойчивые породы.
При ударном способе бурения стенки скважины крепят трубами непрерывно по мере углубления забоя - с некоторым его опережением или отставанием.
В случае ударного способа бурения долоту сообщается вертикальное возвратно-поступательное движение, и скважина как бы выдалбливается ударами долота.
Двухколонная конструкция скважины.
Объясняется это тем, что ударный способ бурения, характеризующийся отсутствием выноса выбуренной породы промывочной жидкостью, вынуждал прибегать к спуску обсадных колонн в целях сохранения ствола скважины через каждые 50 - 150 м проходки.
Для сравнения напомним, что при ударном способе бурения, где фактор временного крепления углубляемого ствола с помощью противодавления столба промывочной жидкости почти отсутствует, максимальные выходы открытого ствола в рыхлых породах достигают десятков, а в твердых, устойчивых породах - лишь сотен метров. Таким образом, буровой раствор с определенным удельным весом и фильтрационными ( коркообразующими) свойствами является важнейшим фактором, обеспечивающим временное крепление стенок скважины в процессе проходки открытого ствола ниже башмака обсадной колонны. В ходе бурения ствола скважины наступает такой момент, когда буровой раствор с предельно допустимым удельным весом уже не обеспечивает надежной устойчивости стенок скважины.
Лопастные долото. От долота - зубила, которое применялось при ударном способе бурения, нефтяники ушли, хотя и это долото, и метод ударного бурения продолжают применяться для вскрытия неглубоких, преимущественно водяных скважин.
Основными требованиями, предъявляемыми к опробованию скважин при ударном способе бурения, остаются: 1) постоянство диаметра скважины; 2) полнота сбора разбуриваемого материала; 3) отсутствие разбурнвания и обогащения за счет неравномерного разрыхления пород с различным вещественным составом и физическим состоянием, привнося материала из лежащих выше интервалов и забоя скважины, а также отжимом его в затрубное пространство.
Выбуренный шлам, куски породы или керны, отбираемые при ударном способе бурения скважин, также претерпевают некоторые изменения.
С введением вращательного способа бурения характер оборудования скважин резко видоизменился по сравнению с оборудованием, типичным для ударного способа бурения. Для циркуляции глинистого раствора в буровое оборудование вводится поршневой насос. Приобретает новое значение подъемный механизм. В основных районах ( Баку, Грозный) широко внедряются электромоторы.
БУРОВАЯ ГРЯЗЬ - мелкоразрушенная бурением горная порода, насыщенная водой, образующаяся и скапливающаяся у забоя скважины при ударном способе бурения.
В американской нефтяной промышленности первые попытки бурения наклонных скважин были сделаны в 1921 - 1924 гг., когда на смену ударному способу бурения скважины пришел роторный способ.
Знаком нотабене он почти сплошь отметил несколько страниц, посвященных строгому выполнению правил изоляции водных пластов при бурении скважин, расширению объемов бурения, недостаткам старого ударного способа бурения, главные из которых - низкие скорости проходки и огромный расход металлических труб на крепление ствола.
Ударный способ бурения был заменен роторным, позволившим перейти к непрерывному процессу разрушения горных пород, упростить конструкцию скважин, повысить скорость проходки, снизить себестоимость буровых работ.
В главе I было изложено поступательное развитие способов бурения. На смену старому ударному способу бурения пришел вращательный способ, применение которого сопровождается заменой паровой энергии электрической.
Система разработки сверху в н и з, при которой пласты вводятся в разработку: каждый нижележащий после разработки вышележащего. Эта система широко применялась в период, когда преобладал ударный способ бурения.
По мере возрастания глубины нефтяных скважин, которая к 1900 г. дошла примерно до 300 м, все заметнее ощущались недостатки ударного способа бурения.
К сожалению, конструкторская работа Леонардо да Винчи не была по достоинству оценена его современниками. После смерти великого инженера вращательное бурение в Европе, в отличие от России, надолго, на два века, было забыто. Этому способствовали успехи ударного способа бурения, поначалу настолько большие, что вращательное бурение возродилось только в середине XIX века.

Основное требование, которое предъявляется к креплению скважин - восстановить нарушенные во время бурения естественные гидрогеологические условия водоносных слоев и в первую очередь надежно разобщить эти слои. Особенно тщательно следует изолировать эксплуатационный водоносный слой от лежащих выше водоносных слоев, слабо защищенных от загрязнений. Это требование при ударном способе бурения достигается вдавливанием колонн в толщу глин, разъединяющих водоносные слои.
При проникновении лезвия инструмента в породу последняя, разрушаясь, скользит по его щекам, вызывая их износ. В момент ударного нагружения буровой инструмент чаще неподвижен, поворот бура производится после удара, обычно при усилии прижатия почти равном нулю, поэтому затупление лезвия при ударном способе бурения протекает менее интенсивно, чем при других способах бурения.
Выбуренный шлам, куски породы или керны, отбираемые при ударном способе бурения скважин, также претерпевают некоторые изменения. По всей вероятности, промывочная жидкость проникает в истощенный образец породы и промывает его. Таким образом, даже при ударном способе бурения скважин образцы породы подвергаются действию тех же двух факторов, о которых упоминалось при рассмотрении особенностей отбора кернового материала при роторном способе бурения. Различие состоит лишь в том, что при ударном способе эти факторы действуют в обратной последовательности.
Базисный горизонт ( пласт) выбирается по признаку высокой его продуктивности и сортности нефти, причем пласт должен быть хорошо изучен на значительной площади и залегать в условиях, благоприятных для его быстрого раз-буривания. На м-ниях с очень большим кол-вом нефтяных пластов может быть выделено несколько базисных пластов, при этом нефтяные пласты подразделяются на столько групп, сколько принято базисных пластов. Система разработки сверху вниз, при которой пласты вводятся в разработку: каждый нижележащий после разработки вышележащего. Эта система широко применялась в период, когда преобладал ударный способ бурения. В настоящее время система разработки сверху вниз допускается как исключение при разработке неглубоко залегающих нефтяных пластов, разбуриваемых легкими передвижными станками, при условии, что верхние пласты являются слабо проницаемыми и при прохождении их последующими скважинами на нижележащие пласты исключается поглощение глинистого раствора и сама пачка верхних пластов разрабатывается по системе снизу вверх. Система одновременной разработки двух и более пластов ( залежей) предусматривает, что каждый из пластов разбуривается одновременно отдельной сеткой скважин. Эта система применяется при условии, что нефтяные пласты являются высокопродуктивными с хорошо выраженным напорным режимом, разбуриваются быстрыми темпами и эксплуатируются при поддержании пластового давления.
При ударном способе долота эффективно разрушали твердые хрупкие породы, а в пластичных горных породах показатели были очень низкими. При вращательном способе использовали лопастные долота, которые, в свою очередь, обеспечивали хорошие показатели только в мягких пластичных горных породах. В этом направлении ударный способ бурения быстро исчерпал себя из-за больших инерционных нагрузок в бурильном инструменте при увеличении частоты ударов. Значительно большие возможности по реализации мощности на забое скважины имел вращательный способ бурения, но не было породораз-рушающего инструмента, имеющего большой запас вооружения и способного эффективно разрушать твердые абразивные горные породы.
Дефицит керосина ( 1860 - е - 1900 - е гг.) и бензино - мазутного топлива ( 1900 - е - 1950 - е гг.) привел к необходимости увеличения глубин бурения. К концу периода керосинового и бензино-мазутного бумов на смену ударному способу бурения постепенно приходило вращательно-роторное бурение, несомненным достоинством которого является то.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11