Техника - молодёжи 1972-05, страница 31

Для спуско-подъемных операций в буровой над скважиной устанавливается стальная вышка высотой до 65 м. Грузоподъемность современной вышки и ее основания достигает 900 т. Сейчас иа Уралмаше изготавливается комплекс оборудования Для бурения на глубины порядка 15 тыс. м. Такой установкой (на ней основные технологические процессы будут автоматизированы) и «проткнут» скважииу на площади Саатлы.

В США также интенсивно готовятся к бурению скважин подобной глубины. Скажем, у генераторной бурильной установки типа «Лофф-ланд-32» шестискоростная подъемная

лебедка, а мощность двигателей постоянного тока около 3 тыс. квт. Талевая система установки рассчитана на нагрузку 95 т. Гидравлическая мощность двух основных буровых насосов — 1215 квт. у каждого. Общая установленная мощность комплекса превышает 5 тыс. квт-

Установка снабжена автоматической системой управления, регулирующей технологические процессы с учетом высокой температуры и давления на больших глубинах. Кроме того, этот автоматический комплекс прямо во время бурения находит, анализирует и оценивает запасы углеводородов и инертных газов в продуктивных зонах н накапливает данные о промыш

ленном потенциале каждой из этих зон. Он непрерывно фиксирует и интерпретирует все изменения геологического порядка, то есть физико-мс-ханическую характеристику пород, их состав и структуру.

Ясно, что для управления столь мощной и сложной бурильной установкой (к тому же очень дорогой) необходим квалифицированный, хорошо подготовленный инженерно-технический персонал, умеющий обращаться с электронно-вычислительной техникой. Современный инженер-буровик должен уметь с максимальной эффективностью использовать новейшне достижения науки, технологии и техники сверхглубокого бурения.

ЕЕ России еще с XII—XIII веков " использовали бурение для добычи рассолов. Например, на Пермских соляных промыслах скважины просверливались на глубину 100 м и более. Буровая установка представляла собой журавель, подобный изображенному на 4-й странице обложки.

Со временем техника и технология бурения достигли значительного совершенства. Самый простой способ — ручное бурение. Им получали единичные скважины глубиной до 50 м. Ложковый или иной бур, соединенный со штангамн, вращался вручную с помощью поворотного хомута.

Полстолетия назад широко использовалось ударно-канатное бурение. Буровой снаряд, подвешенный на тросе, периодически поднимали и сбрасывали в скважину. Раньше таким способом бурили скважины глубиной до 2000 м. Позже — скважины глубиной не более 400 м. Ударным способом была пробурена в 1866 году первая скважина на Кавказе. Ей поставлен памятник-обелиск «Первооткрывательнице нефти в России».

Очень часто для проведения геологических исследований требуется получить столбик породы — керн. В таких случаях применяют колонковое вращательное бурение, которое берет свое начало с 1862 года. Именно в этом году швейцарский часовой мастер Георг Лешо предложил алмазную коронку н изобрел бур для алмазного колонкового бурения. Буровой снаряд собирают из коронки, колонковой трубы и переходника. Снаряд опускают в скважину на колонне бурильных труб. Насосом наполняют скважину промывочной жидкостью. Затем включают вращение снаряда и создают нагрузи¹ на коронку. Вращающаяся короика разрушает породу по кольцевому забою, а столбик породы — керн поступает в колонковую трубу. Ее извлекают на поверхность вместе с керном. Таким способом «протыкают» скважины глубиной до 4 тыс. м.

По мере развития буровой техники ударный способ быстро вытеснялся более эффективным — роторным. Впервые роторный способ применен американскими нефтяниками в 1901 году.

При роторном бурении буровой снаряд собирается из долота, удлинителя или утяжеленных бурильных труб с ведущей трубой квадратного сечения, которая проходит через четырехугольное отверстие рото-

^ ТВЕРД1

Не

-H^CTPv06lJt

pa. Снаряд получает вращательное и поступательное движение вниз.

При бурении скважину все время промывают водой, которая выносит на поверхность разрушенную породу.

В 1922 году был предложен гидравлический забойный буровой двигатель — турбобур. А в 1941 году создается многоступенчатый безредук-торный турбобур.

Общая схема установки для турбинного бурения во многом аналогична установке для роторного бурения глубоких скважин. Вращение долоту передается от забойного двигателя — турбобура. При прокачивании через турбобур промывочной жидкости его вал приводится во вращение Корпус турбобура и колонна бурильных труб стопорятся специальным устройством и остаются неподвижными.

В промышленности испытай и другой буровой снаряд — электробур.

Вследствие малого диаметра электромотор имеет большую длину (порядка 6 м). Питание поступает по кабелю, встроенному в канал бурильной колонны. Обычное долото с электробуром опускают в скважину на бурильной колонне. Подача долота контролируется иа пульте управления. Электробуровая установка, оснащенная высоковольтным оборудованием, ведет бурение при любой нагрузке, причем скорость вращения долота почти ие меняется. При работе электробуром достигается самый высокий коэффициент передачи мощности. Впервые с помощью электрического забойного двигателя пробурили скважииу в Азербайджане в 1940 году.

Сейчас все шире применяется реактивно-турбинный бур для проходки вертикальных скважин сплошным забоем. Суть , способа заключается в следующем. Параллельно соединенные между собой турбобуры (2), на валах которых вращаются долота (3), получают круговую подачу вокруг оси ствола за счет реактив иого момента турбобуров. Разрушенная порода выносится на поверхность восходящим потоком промывочной жидкости, как и в обычном бурении.

Буровой агрегат с помощью переводника подвешивается на буровой колонне (1 ).

Впервые в СССР реактивно-турбинное буренне применено и освоено в 1959 году на Курской магнитной аномалии. Сейчас этим способом проходят специальные скважнны глубиной более 1600 м при высоких коммерческих скоростях бурения.

В последние годы проводятся широкие исследования по применению продувки скважин воздухом, долот с алмазными вставками, гидромониторных долот, вставных раздвижных долот, обеспечивающих возможность замены долота без подъема бурового инструмента. Разрабатываются новые бездолотиые способы бурения.

Д. ПАНКРАТЬЕВ, инженер

29*