Способи буріння свердловин

У табл. 1.1 наведена класифікація способів буріння свердловин, в основу якої покладені процеси та способи руйнування гірських порід. Основні ознаки класифікації – засоби і використовувана енергія, за допомогою яких може руйнуватися порода при формуванні стовбура свердловини.

До першого класу відносять широко використовуваний у практиці механічний спосіб буріння, при якому реалізуються механічні процеси руйнування порід, що виникають за рахунок дії силового поля, створюваного ударом, обертанням, вібрацією й осьовим навантаженням або задавлюванням інструменту. Відповідно до цього за характером діючих навантажень можна виділити чотири основних і кілька комбінованих способів руйнування порід.

При ударному (ударно-поворотному) способі буріння породи руйнуються шляхом нанесення ударів породоруйнівним інструментом з визначеною силою Рд і швидкістю V. Після кожного удару долото …
повертається на деякий кут без навантаження. У таких умовах реалізуються процеси зминання, дроблення і сколювання породи.

Обертальний спосіб здійснюється при обертанні породоруйнівного інструменту, що занурений в гірську породу під дією постійного (статичного) осьового навантаження G0 і сили різання Fр (протікають процеси зминання, роздавлювання, сколювання, зрушення, відриву, різання, стирання).

 

Таблиця 1.1

Класифікація способів буріння

Способи буріння Різновиди способів буріння
Клас Група
I. Буріння із застосуванням породоруйнівних інструментів Механічний Ударний Обертальний Ударно-обертальний Обертально-ударний Вібраційний Вібраційно-обертальний Задавлюванням інструменту
II. Буріння без породоруйнівних інструментів Гідравлічний Гідромоніторний Гідроімпульсний Гідроударний
Термічний Термодинамічний Термостатичний Термоциклічний
Вибухоударний Вибухами твердих ВР Вибухами рідких ВР
Електричний Електроіскровий або електроімпульсний
Фізико-хімічний Руйнування породи розчиненням Руйнування породи плавленням Руйнування породи спалюванням
III. Комбіновані способи буріння Гідромеханічний Гідромоніторно-обертовий Гідромоніторно-ерозійний Гідроударно-ерозійний
Термомеханічний Термообертовий Обертовотермоелектродуговий Термоелектромагнітообертовий Термоударний

Обертально-ударний спосіб здійснюється за допомогою спеціального породоруйнівного інструменту шарошкового типу, при обертанні якого зубці шарошок, що перекочуються, наносять удари по вибою, у результаті чого порода руйнується як і при ударному способі за рахунок зминання, дроблення, сколювання, частково за рахунок різання в момент проковзування шарошок.

Ударно-обертальний спосіб реалізується шляхом обертання інструменту під дією сили Fр і занурення його під дією осьового навантаження G0 і Ру – сили ударів , що наносять за допомогою спеціальних механізмів з визначеною частотою n. При цьому реалізуються процеси дроблення, зминання, роздавлювання, сколювання, частково, різання і стирання породи.

Вібраційний спосіб полягає в зануренні спеціального бурового інструменту в пухку породу під дією змушених високочастотних зворотно-поступальних подовжніх коливань (вібрацій), динамічного Рд та осьового навантаження G0 (протікають процеси зминання, переміщення й ущільнення в стінках свердловини елементів породи).

Вібраційно-обертальний спосіб полягає в руйнуванні породи під дією сили різання Fр при обертанні спеціального інструменту, що заглиблюється в породу під дією осьового навантаження G0 і малоамплітудних динамічних високочастотних імпульсних навантажень (вібрацій) Рд. При цьому реалізуються процеси зминання, роздавлювання, сколювання, різання, стирання.

Спосіб задавлювання полягає в зануренні породоруйнівного інструменту, що має форму конуса або порожнього циліндра, у м’яку породу під дією осьового навантаження G0. Порода у цьому випадку ущільнюється в стінках свердловини (процеси зминання і переміщення маси).

Другий клас включає кілька груп способів буріння, при яких порода руйнується під дією фізичних полів або речовин з використанням різних видів енергії. При реалізації цих способів буріння можуть протікати ті або інші процеси руйнування (плавлення, випарювання, горіння, розчинення).

Способи руйнування, що входять у третій клас, являють собою ту або іншу комбінацію зі способів першого і другого класів.