Реферат: Буровые работы
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………..1
I.
Бурение и область применения,
КЛАСИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ БУРЕНИЯ……………………………………………….2
II.
БУРЕНИЕ СКВАЖИН
НА НЕФТЬ И ГАЗ……………………..3
III.
ТУРБОБУР,
ЭЛЕКТРОБУР………………………………………...5
IV.
НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОЕ
БУРЕНИЕ…………………….7
V.
МНОГОЗАБОЙНОЕ
БУРЕНИЕ…………………………………...8
VI.
ПОИСКИ И РАЗВЕДКА
ТВЁРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ………………………………………………………..9
VII.
СВОЛОПРОХОДЧЕСКИЙ
АГРЕГАТ…………………………..11
VIII.
БУРЕНИЕ ВЗРЫВНЫХ
ШПУРОВ И СКВАЖИН………….14
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………….15
Список
использованной литературы………………………….16
ВВЕДЕНИЕ
Центральная геолого-геофизическая
экспедиция проводит целый ряд буровых работ различной направленности.
Имеющийся парк буровой техники и материально-техническая оснащенность позволяет
решать сложнейшие задачи по бурению скважин. В настоящее время на техническом
вооружении экспедиции находятся следующие виды буровых установок: УРБ-3А3,
УРБ-3АМ, УРБ-2.5А, УГБ-50М, ПБУ-2, СТУ-1001Б и УГБ-3УК, которые позволяют
производить бурение:
· Геологоразведочных скважин
глубиной до 800 м при диаметрах бурения с отбором керна 132, 112, 93 и 76 мм;
· Скважин глубиной до 300 м на
рассолы, минеральные воды с проведением цементации отсадных колонн;
· Эксплуатационных скважин для
водоснабжения под промышленные насосы типа ЭЦВ-5, 6, 8, 10;
· Инженерно-геологических скважин
шнековым и колонковым способом под любые виды строительства;
· Скважин под опоры, столбы,
фундаменты, ограждения глубиной 1-10 м и диаметром 300-600 мм.
Кроме того, экспедиция проводит ремонт
эксплуатационных скважин:
· Оборудование скважин насосами (в
том числе, замена насосов), водоподъёмными трубами, задвижками, станциями
управления и защиты (СЦ-8);
· Гидравлический
"прострел" фильтровой части скважин установкой АСП-ТМ
· Чистка ствола скважин с
извлечением и опусканием насоса.
· Проведение ликвидационного
тампонажа скважин, вышедших из строя.
Центральная геолого-геофизическая
экспедиция проводит буровые работы в Нижегородской области, Республиках
Татарстан, Марий Эл, Удмуртия, Мордовия и других регионах.
Экспедиция имеет огромный опыт в
производстве буровых работ, за период её существования сооружены тысячи
геологоразведочных скважин, выполнивших свое геологическое задание с высоким
качеством; сооружены сотни эксплуатационных скважин для водоснабжения поселков,
предприятий и колхозов.
Сооружены тысячи скважин под
бытовые насосы для частных лиц и садоводческих товариществ. В настоящее время
скважины оборудуют под бытовые насосы типа "Малыш" и БЦП-50.
I.
Бурение и область применения, КЛАСИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ БУРЕНИЯ
Бурение - процесс сооружения горной
выработки цилиндрической формы - скважины, шпура
или шахтного ствола - путём разрушения горных пород на забое. Бурение
осуществляется, как правило, в земной коре, реже в искусственных материалах
(бетоне, асфальте и др.). В ряде случаев процесс бурения включает крепление
стенок скважин (как правило, глубоких) обсадными трубами с закачкой цементного
раствора в кольцевой зазор между трубами и стенками скважин.
Область применения бурения
многогранна: поиски и разведка полезных ископаемых; изучение свойств горных
пород; добыча жидких, газообразных и твёрдых (при выщелачивании и выплавлении)
полезных ископаемых через эксплуатационные скважины; производство взрывных
работ; выемка твёрдых полезных ископаемых; искусственное закрепление горных
пород (замораживание, битумизация, цементация и др.); осушение обводнённых
месторождений полезных ископаемых и заболоченных районов; вскрытие месторождений;
прокладка подземных коммуникаций: сооружение свайных фундаментов и др.
Ежегодные объёмы бурения
огромны: только в СССР за 1967 на нефть и газ пробурено около 12 млн. м
глубоких скважин, из которых 5,8 млн. м - разведочные, свыше 20 млн. м
пробурено взрывных и сейсморазведочных скважин, 10-12 млн. м - структурно-поисковых.
Классификация способов бурения. По характеру
разрушения породы, применяемые способы бурения делятся на: механические - буровой
инструмент непосредственно воздействует на горную породу, разрушая её, и
немеханические - разрушение происходит без непосредственного контакта с породой
источника воздействия на неё (термическое, взрывное и др.). Механические
способы бурения подразделяют на вращательные и ударные (а также
вращательно-ударные и ударно-вращательные). При вращательном бурении порода
разрушается за счёт вращения прижатого к забою инструмента. В зависимости от
прочности породы при вращательном бурении применяют буровой породоразрушающий
инструмент режущего типа (Долото буровое и Коронка буровая); алмазный буровой инструмент;
дробовые коронки, разрушающие породу при помощи дроби (Дробовое бурение).
Ударные способы бурения разделяются на: ударное бурение или ударно-поворотное
(бурение перфораторами, в том числе погружными, ударно-канатное,
штанговое и т.п., при которых поворот инструмента производится в момент между
ударами инструмента по забою); ударно-вращательное (погружными пневмо-и
гидроударниками, а также бурение перфораторами с независимым вращением и т.п.),
при котором удары наносятся по непрерывно вращающемуся инструменту; вращательно-ударное,
при котором породоразрущающий буровой инструмент находится под большим осевым
давлением в постоянном контакте с породой и разрушает её за счёт вращательного
движения по забою и периодически наносимых по нему ударов. Разрушение пород
забоя скважины производится по всей его площади (бурение сплошным забоем) или
по кольцевому пространству с извлечением керна
(колонковое бурение). Удаление продуктов
разрушения бывает периодическое с помощью желонки и непрерывное шнеками, витыми
штангами или путём подачи на забой газа, жидкости или раствора (Глинистый
раствор). Иногда бурение подразделяют по типу бурового инструмента (шнековое,
штанговое, алмазное, шарошечное и т.д.); по типу буровой машины (перфораторное,
пневмоударное, турбинное и т.д.), по методу проведения скважин (наклонное,
кустовое и т.д.). Технические средства бурения состоят в основном из буровых
машин (буровых установок) и породоразрушающего инструмента. Из немеханических
способов получило распространение для бурения взрывных скважин в
кварцсодержащих породах термическое бурение, ведутся работы по внедрению
взрывного бурения.
Бурение развивалось и
специализировалось применительно к трём основным областям техники: наиболее
глубокие скважины (несколько км) бурятся на нефть и газ, менее глубокие
(сотни м) для поисков и разведки твёрдых полезных ископаемых, скважины и
шпуры глубиной от нескольких м до десятков м бурят для
размещения зарядов взрывчатых веществ (главным образом в горном деле и строительстве).
II.
БУРЕНИЕ СКВАЖИН НА
НЕФТЬ И ГАЗ.
В Китае свыше 2 тыс. лет назад впервые в мировой практике вручную
бурились скважины (диаметром 12-15 см и глубиной до 900 м) для добычи
соляных растворов. Буровой инструмент (долото и бамбуковые штанги) опускался в
скважину на канатах толщиной 1-4 см, свитых из индийского тростника.
Бурение первых скважин в России относится к 9 в. и связано с добычей растворов
поваренной соли (Старая Русса). Затем соляные промыслы развиваются в Балахне
(12 в.), в Соликамске (16 в.). На русских соляных промыслах издавна применялось
ударное штанговое бурение. Во избежание ржавления буровые штанги делали
деревянными; стенки скважин закрепляли деревянными трубами. Первый буровой
колодец, закрепленный трубами, был пробурен на воду в 1126 в провинции Артуа
(Франция), отсюда глубокие колодцы с напорной водой получили название артезианских.
Развитие методов и техники
бурения в России начинается с 19 в. в связи с необходимостью снабжения крупных
городов питьевой водой. В 1831 в Одессе было образовано "Общество
артезианских фонтанов" и пробурены 4 скважины глубиной от 36 до 189 м.
В 1831-32 бурили скважины в Петербурге (на Выборгской стороне), в 1833 в
Царском Селе, в Симферополе и Керчи, в 1834 в Тамбове, Казани и Евпатории, в
1836 в Астрахани. В 1844 была заложена первая буровая скважина для артезианской
воды в Киеве. В Москве первая артезианская скважина глубиной 458 м
пробурена на Яузском бульваре в 1876. Первая буровая скважина в США пробурена
для добычи соляного раствора близ Чарлстона в Западной Виргинии (1806).
Поворотным моментом, с которого
начинается бурный прогресс в бурении, было развитие нефтедобычи. Первая
нефтяная скважина была пробурена в США случайно в 1826 близ Бернсвилла в
Кентукки при поисках рассолов. Первую скважину на нефть заложил в 1859 американец
Дрейк близ г. Тайтесвилла в Пенсильвании. 29 августа 1859 нефть была встречена
на глубине 71 фута (около 20 м), что положило начало нефтяной
промышленности США. Первая скважина на нефть в России пробурена в 1864 около
Анапы (Северный Кавказ).
Технические усовершенствования
бурения в 19 в. открываются предложением немецкого инженера Эйгаузена (1834)
применять так называемые ножницы (сдвигавшаяся пара звеньев при штанговом Б.).
Идея сбрасывать соединённое со штангами долото привела к изобретению во Франции
Киндом (1844) и Фабианом (1849) свободно падающего бурового инструмента
("фрейфала"). Этот способ получил название "немецкий". В
1846 французский инженер Фовель сделал сообщение о новом способе очистки
буровых скважин водяной струей, подаваемой насосом с поверхности в полую
штангу. Первый успешный опыт бурения с промывкой проведён Фовелем в Перпиньяне
(Франция).
В 1859 Г.Д. Романовский впервые
механизировал работы, применив паровой двигатель для бурения скважины вблизи
Подольска. На нефтяных промыслах Баку первые паровые машины появились в 1873, а
через 10 лет почти повсеместно они заменили конную тягу. При бурении скважин на
нефть на первом этапе получил развитие ударный способ (бурение штанговое,
канатное, быстроударное с промывкой забоя). В конце 80-х гг. в Новом Орлеане в
Луизиане (США) внедряется роторное бурение на нефть с применением лопастных
долот и промывкой глинистым раствором. В России вращательное роторное бурение с
промывкой впервые применили в г. Грозном для бурения скважины на нефть глубиной
345 м (1902). В Сураханах (Баку) на территории завода Кокорева в 1901
заложена скважина для добычи газа. Через год с глубины 207 м был получен
газ, использовавшийся для отопления завода. В 1901 на Бакинских нефтепромыслах
появились первые электродвигатели, заменившие паровые машины при бурении. В
1907 пройдена скважина вращательным бурением сплошным забоем с промывкой
глинистым раствором.
Впервые автомат для регулирования
подачи инструмента при роторном бурении был предложен в 1924 Хилдом (США). В
начале 20 в. в США разработан метод наклонного роторного бурения с долотами
малого диаметра для забуривания с последующим расширением скважин.
Ещё в 70-х гг. 19 в. появились
предложения по созданию забойных двигателей, то есть размещению двигателя
непосредственно над буровым долотом у забоя буримой скважины. Созданием
забойного двигателя занимались крупнейшие специалисты во многих странах,
проектируя его на принципе получения энергии от гидравлического потока, позднее
- на принципе использования электрической энергии. В 1873 американский инженер
Х. Г. Кросс запатентовал инструмент с гидравлической одноступенчатой турбиной
для бурения скважин. В 1883 Дж. Вестингауз (США) сконструировал турбинный забойный
двигатель. Эти изобретения не были реализованы, и проблема считалась неосуществимой.
В 1890 бакинский инженер К. Г. Симченко запатентовал ротационный гидравлический
забойный двигатель. В начале 20 в. польский инженер Вольский сконструировал
быстроударный забойный гидравлический двигатель (так называемый таран Вольского),
который получил промышленное применение и явился прототипом современных забойных
гидроударников.
Впервые в мировой практике М. А.
Капелюшниковым, С. М. Волохом и Н. А. Корневым запатентован (1922) турбобур, примененный двумя годами позже для
бурения в Сураханах. Этот турбобур был выполнен на базе одноступенчатой турбины
и многоярусного планетарного редуктора. Турбобуры такой конструкции применялись
при бурении нефтяных скважин до 1934. В 1935-39 П.П Шумилов, Р.А.Иоаннесян,
Э.И.Тагиев и М.Т.Гусман разработали и запатентовали более совершенную
конструкцию многоступенчатого безредукторного турбобура, благодаря которому
турбинный способ бурения стал основным в СССР. Совершенствование турбинного
бурения осуществляется за счёт создания секционных турбобуров с пониженной
частотой вращения и увеличенным вращающим моментом.
Страницы: 1, 2, 3
|