С чего начинается бурение скважин в Украине?
Начальный этап бурения скважин принято называть подготовительным или вышкомонтажным. Во время этого этапа силами буровой бригады и привлеченных сторонних специалистов (геодезистов, бульдозеристов, крановщиков, монтажников) необходимо выполнить следующие работы:
- Планирование и, при необходимости, благоустройство площадки для бурения (отсыпка, устройство подъездных путей, обвалование, укладка опорных и дорожных плит).
- Геодезическая привязка точки расположения устья скважины.
- Установка буровой вышки и центрирование ее над устьевой точкой.
- Подготовка шламового амбара, шурфа под ведущую бурильную трубу, расстановка насосно-компрессорного оборудования, емкостей для приготовления и обеспечения циркуляции бурового раствора, модулей для электрического и слесарного оборудования, бытовых помещений и др.
- Завоз воды и реагентов, приготовление бурового раствора необходимой консистенции и химического состава.
- Раскладка и контрольные измерения бурового инструмента (труб, соединительных переводников, различных буров для бурения скважин и т. д.).
- Сборка компоновки низа бурильной колонны (так называется последовательность соединенных буровых инструментов от бура до основной колонны труб).
Конечно, настолько полным и трудоемким подготовительный этап является для бурения скважин средней и большой глубины (около тысячи метров и более). Менее глубокие скважины, которые в состоянии «осилить» самоходные механические буровые установки (типа УРБ, СБУД, УКБ и т. п.) требуют, соответственно, меньших затрат времени, а подготовка к их бурению происходит по сокращенной схеме. Что же касается совсем простых случаев бурения неглубоких скважин, доступных для малогабаритных, переносных буровых агрегатов, то их подготовка и развертывание в рабочее положение занимает считанные часы.
Основной этап бурения и строительства скважины
Независимо от выбранного способа и технологии бурения, этот процесс предусматривает ряд последовательных, обязательных операций:
- Спуск колонны бурильных труб, оканчивающейся тем или иным породоразрушающим инструментом, на забой скважины.
- Собственно бурение – разрушение горных пород на забое, сопровождающееся выносом продуктов разрушения (бурового шлама) из скважины на поверхность.
- Периодический полный подъем бурильной колонны для замены износившегося бура и проработки ствола скважины.
- Крепление стенок полностью или частично (при большой общей глубине скважины) пробуренной скважины колонной обсадных труб, цементирование заколонного пространства (производится, если целевое назначение скважины не ограничивается получением геологической информации, и скважина не подлежит немедленной ликвидации).
Виды буров для бурения скважин
Если говорить о бурах, применяющихся для бурения скважин в Украине, то, чтобы описать все их разновидности, потребовалась бы отдельная обширная статья. Однако основной их отличительной характеристикой, делящей буры на две большие группы, является приспособленность их к отбору керна.
- Буры для бурения скважин колонковым способом или коронки. Такие буры имеют форму колец с расположенными вдоль их кромки резцами (или без резцов, как, например буры для бурения по мягким грунтам ударно-канатным или ударно-штанговым методом). Разрушение горной породы на забое скважин буровыми наконечниками кольцевой формы обеспечивает углубление скважины без разрушения ее центральной части, называемой керном. Керны являются ценными источниками геологической информации.
- В отличие от коронок, долота (буры, предназначенные для бурения сплошным забоем) разрушают породу всей своей нижней поверхностью. Используются долота для бурения скважин на уже разведанной ранее, в геологическом отношении, территории, когда производить отбор керна нет необходимости. Бурение такими бурами отличается более высокими скоростями, за счет больших рейсовых расстояний, не ограниченных, как при колонковом бурении, длиной керноприемного устройства.
Материалы, применяющиеся для изготовления буров
Буры – породоразрушающие наконечники – испытывают при бурении скважин очень большие, порой многотонные нагрузки. Особенно при бурении по твердым скальным горным породам. Материалами для изготовления коронок и долот могут быть только высокопрочные вещества и соединения, способные выдерживать высокие температуры и обладающие абразивной стойкостью. Этим требованиям отвечают:
- Природные и искусственные алмазы.
- Специально разработанные твердые сплавы.
Соответственно, бурение, в ходе которого породы разрушаются алмазными инструментами, носит название алмазного, а бурение инструментами из металлических сплавов – твердосплавным.
Существует и еще одна разновидность бурения, не относящаяся ни алмазному, ни к твердосплавному. Это так называемое дробовое бурение. При дробовом бурении буровой наконечник бурильной колонны не входит в непосредственный контакт с забоем скважины. Его назначение – передавать весовую нагрузку и перекатывать по забою специальную дробь, которая и оказывает разрушающее действие.
