Бурение

Лекция 1
Бурение разведочных скважин
Буровой скважиной называется цилиндрическая выработка в земной коре, имеющая при сравнительно малых размерах в поперечном сечении большую протяженность. Начало скважины называют устьем, дно скважины - забоем, боковые поверхности - стенками.
Основными элементами, характеризующими скважину, являются ее диаметр, глубина и направление.
Диаметр скважины определяется наружным диаметром породоразрушающего инструмента. Глубина скважины - это расстояние от устья скважины до забоя.
Диаметры буровых скважин колеблются в пределах от 16-20 мм до 1000-1500 мм. Глубины скважин изменяются в широких пределах. При инженерно-геологических изысканиях и при геологической съемке иногда бурят скважины глубиной в несколько метров. При бурении скважин на нефть и газ глубина скважин достигает 9000 м. Сверхглубокая Кольская скважина СГ-3 имеет глубину более 12000 м. Начальный диаметр 1200 мм. Скважины можно бурить под любым углом к горизонтальной поверхности. Направление скважины может быть от вертикального до горизонтального.
Положение скважин в земной коре определяется величинами зенитного и азимутального углов.
Зенитным углом называется угол между осью скважины и вертикалью.
Углом наклона скважины (i) называется угол между осью скважины и горизонтальной плоскостью.
Азимутальным углом (L) называется угол, измеряемый по часовой стрелке в горизонтальной плоскости между направлением на север и проекцией оси скважины на горизонтальную плоскость.
Скважины можно бурить в разнообразных, практически в любых условиях: с поверхности земли, из подземных выработок, с плавучих и стационарных буровых установок в море, во льдах и других условиях.
Буровые работы проведены на Луне и Венере.
Бурение скважин применяется для решения широкого круга вопросов.
По назначению скважины можно подразделить на несколько групп:
1. Картировочные и структурные. Эти скважины бурятся в процессе геологической съемки.
2. Поисковые. Они используются при детальных поисках глубокозалегающих месторождений.
3. Разведочные. Служат для оконтуривания месторождения, детальной разведки и подготовки месторождения к подсчету запасов и проектированию системы разработки.
4. Эксплуатационные. Служат для добычи жидких и газообразных полезных ископаемых, а также для отработки месторождений методом подземного выщелачивания.
Глубинные - для изучения глубоких горизонтов земной коры.
Гидрогеологические - для изучения подземных вод.
7. Инженерно-геологические. С помощью этих скважин проводятся исследования грунтов перед строительством различных сооружений.
8. Технические. Это скважины различного технического назначения. Например, водопонижающие, для уменьшения притока подземных вод в разведочные и эксплуатационные горные выработки. Вентиляционные, замораживающие и др.
9. Взрывные - для проведения взрывных работ.
10. Специальные. Эти скважины служат для тушения пожаров на нефтяных и газовых скважинах, для сброса промышленных стоков, для проведения электрокабелей и др. коммуникаций, для создания подземных газо- и нефтехранилищ, для подачи воздуха и пищи при авариях в подземных выработках.

Бурение скважин включает следующие основные рабочие процессы и вспомогательные операции:
1. Разрушение породы на забое скважины;
2. Извлечение разрушенной породы с забоя и вынос ее на поверхность;
3. Закрепление неустойчивых стенок скважины;
Спуско-подъемные операции, производимые для замены изношенного породоразрушающего инструмента и взятия образцов пород.
Способы разрушения горных пород при бурении.
Разрушение горных пород при бурении возможно двумя методами:
1. Механическим, т.е. воздействием на породу с помощью породоразрушающего инструмента.
2. Физическим.
В настоящее время бурение скважин осуществляется, в основном, с использованием механических способов разрушения, при которых порода на забое скважины разрушается путем резания, дробления, скалывания или истирания.
Физические способы находятся в стадии изучения и экспериментирования или применяются в ограниченных объемах.
В зависимости от способа разрушения породы различают следующие способы механического бурения: ударное, вращательное и ударно-вращательное.
Сущность ударного бурения заключается в том, что тяжелый буровой снаряд с породоразрушающим инструментом на нижнем конце периодически поднимается на определенную высоту и сбрасывается на забой скважины. Вследствие удара инструмента по породе происходит ее дробление и скалывание. После каждого удара инструмент поворачивается на некоторый угол, обеспечивая получение круглого сечения скважины. Буровой снаряд может опускаться в скважину на стальном канате или на колонне бурильных труб. Соответственно этому различают:
1.Ударно-канатое бурение.
2. Ударно-штанговое бурение.
Более широкое применение получило ударно-канатное бурение.
При вращательном бурении породоразрушающий инструмент вращается вокруг оси, совпадающей с осью скважины, и одновременно с определенным усилием подается на забой. В результате непрерывного вращения и поступательного перемещения под влиянием постоянно действующего осевого усилия происходит последовательное скалывание или срезание частиц породы и углубление инструмента по винтовой линии.
При ударно-вращательном бурении по медленно вращающемуся породоразрушающему инструменту наносятся частые удары. В результате повышается эффект разрушения пород средней и высокой твердости.
Ударно-вращательное бурение осуществляется с помощью забойных механизмов - гидроударников, пневмоударников или забойных вибраторов.
Гидроударник или пневмоударник, находящийся над породоразрушающим инструментом, передает инструменту удары с частотой 900-2000 ударов в минуту.
Забойный вибратор, устанавливаемый над породоразрушающим инструментом, сообщает ему до 3000-5000 ударов в минуту.
По способу разработки забоя бурение скважин разделяется на:
Бескерновое (сплошным забоем).
Колонковое (кольцевым забоем).
В первом случае породоразрушающим долотом разрушается порода по всему забою. Во втором выбуривается только кольцевой забой. А в центре скважины остается колонка породы, называемая керном. Керн является хорошим геологическим образцом, поэтому колонковое бурение получило широкое распространение на поисково-съемочных, разведочных и картировочных работах.
Бескерновое бурение производится при проходке эксплуатационных скважин на нефть, газ и воду и на детальной разведке при бурении в породах, не содержащих полезного ископаемого.
Колонковое бурение производится породоразрушающим инструментом кольцевой формы с применением в качестве породоразрушающих материалов в зависимости от твердости пород - твердосплавных резцов, алмазных зерен и буровой дроби. Соответственно различают три вида колонкового бурения:
Твердосплавное.
Алмазное.
Дробовое.
Бескерновое бурение производится лопастными, шарошечными и алмазными долотами.

Физические способы разрушения горных пород находятся в стадии изучения и экспериментирования.
Из них термическое (огневое) бурение получило широкое применение при проходке взрывных скважин в твердых породах. При этом способе бурения струя газов с температурой 3000-3500(С направляется на забой из специальной горелки с соплами. Вследствие взаимодействия газовой струи, вылетающей из сопел со скоростью 2000 м/с и выше в породе развиваются высокие термические напряжения, вызывающие разрушение породы.
Гидравлическое (гидромониторное) бурение применяется в мягких породах, которые подвергаются размыву струей жидкости, подаваемой на забой под давлением 20 МПа.
Удаление разрушенной породы с забоя и вынос ее на поверхность является необходимым условием процесса бурения. Существует несколько способов транспортирования разрушенной породы с забоя скважины на поверхность.
При бурении с использованием колонны пустотелых труб, на конце которых находится породоразрушающий инструмент, удаление разрушенной породы производится промывкой или продувкой. Буровая мелочь (шлам) выносится из скважины струей промывочной жидкости (водой или глинистым раствором), закачиваемой в скважину насосами, или воздухом, подаваемым в скважину от компрессора.
При вращательном бурении с использованием бурильных труб в виде шнелов удаление разрушенной породы осуществляется путем подъема по винтовой поверхности бурильных труб при их вращении. В обоих способах процесс бурения совмещают с процессом транспортирования частиц разбуренной породы от забоя скважины к ее устью.
При ударно-канатном бурении сначала разрушают породу забоя буровым инструментом, а потом извлекают буровую мелочь на поверхность с помощью специальных инструментов - желонок.
Закрепление стенок скважины для предупреждения от обрушения при бурении в неустойчивых породах достигается путем:
1. Создания гидростатического давления промывочной жидкости, заполняющей скважину.
2. Образованием плотной глинистой корочки при промывке скважины глинистым раствором.
3. Установки в скважине колонны обсадных труб.
Скважины бурят буровой установкой, которая представляет собой комплекс бурового и энергетического оборудования, а также наземных сооружений, служащих для бурения скважин.
В состав буровой установки входят: буровой агрегат, размещаемый в буровом здании, и буровая вышка.
Буровой агрегат включает буровой станок, промывочный насос и силовые приводы к ним, а также аппаратуру контроля и регулирования процесса бурения.
По транспортабельности буровые установки разделяются на стационарные, передвижные, самоходные и переносные.
Привод в действие буровых механизмов осуществляется электрическими двигателями или двигателями внутреннего сгорания.
Все механизмы буровой установки размещают на поверхности около устья скважины. Породоразрушающий инструмент приводится в движение с поверхности через колонку бурильных труб или стальной канат при канатно-ударном бурении. Значительная част энергии, передаваемой инструменту, по этой схеме расходуется на преодоление сил трения вращающейся колонны бурильных труб о стенки скважины. Причем бурильные трубы, несущие большие нагрузки, быстро изнашиваются, и части рвутся. Это приводит к потере времени и снижению производительности бурения.
Более прогрессивным является бурение с применением двигателей, опускаемых в скважину вместе с буровым инструментом, так называемых забойных двигателей. Забойный двигатель опускается на трубах в скважину и помещается непосредственно над породоразрушающим инструментом. Колонна труб при этом не вращается, а мощность двигателя полностью передается инструменту.
В качестве забойных двигателей используют турбобуры и винтовые двигатели (гидравлические двигатели) и электробуры (электродвигатели).
Удаление продуктов разрушения при бурении
В процессе бурения разрушенная порода должна удаляться с забоя на поверхность. В случае накапливания буровой мелочи (шлама) на забое скважины будет происходить переизмельчение частиц породы, что приведет к лишним затратам энергии, быстрому износу разрушающего инструмента, снижению скорости углубления скважины.
Удаление частиц разрушенной породы может осуществляться несколькими способами: механическим, гидравлическим, пневматическим и комбинированным.
Механический способ удаления разрушенной породы предусматривает транспортировку буровой мелочи с помощью бурового или специального инструмента (желонки, ложки, шнеки). Вид инструмента определяется способом бурения.
При гидравлическом способе буровая мелочь удаляется потоком промывочной жидкости.
Пневматический способ очистки скважины заключается в выносе продуктов разрушения потоком сжатого воздуха или газа.
Комбинированный способ предусматривает частичное удаление буровой мелочи потоком промывочной жидкости и полное удаление механическим способом - подъемом инструмента (желонки или шламовой трубы).
Способы удаления продуктов разрушения из скважины определяются, в основном, способами бурения и типами буримых пород.
Механический способ очистки скважины применяют при неглубоком бурении скважин вращательным способом в мягких и рыхлых породах и при ударно-канатном бурении.
При вращательном колонковом и роторном бурении применяют гидравлический и пневматический способы. При этих способах бурения промывочная жидкость, воздух или газ охлаждают буровой инструмент, способствуя тем самым повышению скорости бурения.
При гидравлическом способе удаление продуктов разрушения осуществляют промывкой скважины. Промывочную жидкость непрерывно нагнетают насосом к забою, а движущийся восходящий поток подхватывает частицы разрушенной породы и выносит их на поверхность. Промывка при бурении скважин предназначена также для охлаждения породоразрушающего инструмента и закрепления неустойчивых стенок скважины. Существует три схемы циркуляции промывочной жидкости в скважине: прямая, обратная и местная (призабойная). При прямой промывке жидкость насосом поднимается к забою скважины по бурильной колонне, омывает забой и поднимается по кольцевому зазору между стенками скважины и колонной бурильных труб, транспортируя на поверхность разрушенную породу. После выхода из скважины промывочную жидкость пропускают по системе желобов и отстойников для очистки ее от частиц породы. Очищенную промывочную жидкость вторично нагнетают в скважину.
При обратной промывке промывочная жидкость подается в скважину по кольцевому зазору между колонной бурильных труб и стенками скважины и поднимается на поверхность вместе с разрушенной породой внутри бурильных труб. В этом случае устье скважины должно быть герметизировано и оборудовано специальным сальником, позволяющим колонне труб вращаться и иметь поступательное движение, но в то же время не пропускающим жидкости.
В настоящее время при бурении, в основном, применяется прямая промывка, как наиболее простая и надежная, при наличии насосов достаточной подачи. При обратной промывке в большинстве случаев обеспечиваются большая скорость восходящего потока и лучший вынос шлама, уменьшается число самозаклиниваний керна и улучшается его вынос. Но большого распространения эта схема не имеет из-за трудностей, связанных с герметизацией устья скважины, и с невозможностью применения при поглощениях промывочной жидкости.
При бурении скважин для водоснабжения успешно применяется разновидность обратной промывки - всасывающая промывка. Сущность ее состоит в том, что промывочная жидкость самотеком поступает в скважину из отстойника и отсасывается из бурильных труб вместе с остатками разбуренной породы центробежным насосом или с помощью эрлифта. При использовании центробежных насосов скважина должна быть заполнена водой до устья, а применение эрлифта позволяет вести бурение в скважинах, где уровень жидкости расположен на некоторой глубине.
Кроме прямой и обратной схем промывки существует также комбинированная схема, в которой с помощью специальных конструкций буровых снарядов и погружных насосов в призабойной част скважины создается местная (призабойная) циркуляция промывочной жидкости в процессе бурения. Погружные насосы бывают с гидравлическим и пневматическим приводами.
Наиболее удачно работают эрлифтные насосы. Рассмотрим схему. К бурильной колоне 2 присоединяются водоподъемные трубы 4. Сверху в трубы 4 опускают воздухоподводящий шланг 5. Смеситель 6 погружается на глубину 50 м ниже уровня воды в скважине. При подаче воздуха компрессором 1 происходит обратная циркуляция промывочной жидкости. При этом жидкость, находящаяся в кольцевом пространстве, омывая забой, поднимается со шламом в шламовую трубу 7. Затем в очищенном виде движется вверх по бурильной колонне 2 и по трубам 4, достигает сливных отверстий 3, оттуда изливается в ствол скважины. Буровой снаряд собирается из колонкового снаряда 8 с закрытой шламовой трубой. Такие снаряды используют для повышения выхода керна.
Виды промывочных жидкостей
Промывочные жидкости могут обладать различными физико-механическими свойствами, которые оказывают существенное влияние на весь процесс бурения и состояние скважины. Тот или иной тип промывочной жидкости должен обеспечивать максимальную механическую скорость бурения скважины, высокое качество буровых работ и минимальную их стоимость в конкретных условиях бурения. Эти условия определяются: физико-механическими свойствами горных пород, устойчивостью стенок скважины, способом бурения, типом породоразрушающего инструмента, пластовым давлением, температурой на забое скважины, состоянием скважины (наличием зон поглощения, водопроявления и др.), типом насоса.
При бурении на твердые полезные ископаемые в качестве промывочных жидкостей используют техническую воду, различные глинистые растворы, растворы солей, эмульсионные промывочные жидкости, естественные растворы.
Самой дешевой промывочной жидкостью при бурении разведочных скважин является вода. Она применяется при бурении скважин в устойчивых породах. Наиболее распространенной промывочной жидкостью является глинистый раствор. Он может применяться как в нормальных условиях бурения, так и при бурении в малоустойчивых, разрушенных, пористых и сыпучих (рыхлых) породах.
Глинистым раствором называется водная суспензия различных глин. Наилучшими для приготовления глинистых растворов являются бентонитовые глины, быстро набухающие и легко распускающиеся в воде. Для приготовления глинистых растворов могут применяться и другие типы глин: каолинито-монтмориллонитовые, каолинито-гидросмодистые и др. качество глинистых растворов зависит от свойств основных составляющих их компонентов (глины и воды), а также от степени измельчения глинистых частиц.
Одним из важнейших для бурения скважин свойством глинистого раствора является его застудневание в спокойном состоянии. Это обусловлено пластинчатой формой элементарных частиц глинистых минералов. При помещении в воду глина распускается на элементарные кристаллы-листочки. Вокруг каждого листочка образуется гидратационная оболочка из молекул воды и ионное облако, создающее электростатические силы отталкивания между частицами глины. Это препятствует выпадению частиц в осадок. Гидратационные оболочки и силы отталкивания ослаблены или отсутствуют на торцевых поверхностях частиц. В состоянии покоя в глинистых растворах происходит слипание частиц по этим поверхностям, за счет чего образуется устойчивая пространственная сетчатая структура, называемая гелем. Из такого студнеобразного раствора долгое время не выпадают частицы шлама. При перемешивании раствора связи между частицами разрушаются и раствор становится жидким, легко протекающим по скважине и прокачиваемым насосом. Это свойство раствора разжижаться при встряхивании и загустевать при стоянии называется тиксотропией. Наиболее важным свойством глинистых растворов является способность образования на стенках скважины тонкой и достаточно прочной корочки глины, которая закрепляет стенки скважины в слабоустойчивых породах. Нормальный глинистый раствор дает корку толщиной 1-2 мм. Величина ее может достигать 5-6 мм на больших глубинах скважины. Значительная толщина глинистой корки и ее липкость могут приводить к авариям (залипанию, прихватам, затяжке инструмента), образованию сальников.
Пригодность раствора для бурения в конкретных условиях определяется следующими основными параметрами: плотностью, вязкостью, содержанием песка, стабильностью и водоотдачей.
Плотность определяет величину гидростатического давления промывочной жидкости на забой и стенки скважины. Повышение гидростатического давления позволяет предупредить обрушение стенок скважины в неустойчивых породах. Вместе с этим при повышении гидростатического давления увеличивается уход промывочной жидкости из скважины по трещинам вскрытых ею пород. Плотность нормального глинистого раствора составляет 1,16-1,25 г/см3.
Вязкость характеризует способность глинистого раствора выносить буровую мелочь с забоя и замазывать трещины в породах стенок скважины. Вязкость глинистого раствора зависит от качества исходных материалов, а также от концентрации и размера частиц глины. Чем меньше частицы глины и чем больше их в растворе, тем выше его вязкость. В практике буровых работ пользуются условной вязкостью глинистого раствора, определяемой временем истечения 500 см3 раствора через трубку с внутренним диаметром 5 мм. Бурение в неосложненных условиях ведется с применением глинистых растворов вязкостью 18-25 сек. Для борьбы с потерей раствора в трещиноватых породах вязкость повышается до 30-50 сек.
Содержание песка в глинистом растворе характеризует качество глины и степень загрязненности раствора частицами разбуренной породы. С увеличением содержания песка в растворе возрастает износ трущихся частей бурового насоса и бурильных труб. Во время остановки циркуляции песок оседает на забой скважины и может прихватить буровой снаряд. В нормальном глинистом растворе содержание песка не должно превышать 4%.
Суточный отстой, или количество воды и твердых частиц, выделившихся при отстое из раствора, характеризует способность мелких частиц глины оставаться продолжительное время во взвешенном состоянии при полном покое глинистого раствора. Для нормальных глинистых растворов суточный отстой равен 3-4%.
Стабильность (устойчивость) глинистого раствора - это способность не расслаиваться в течение длительного времени и удерживать во взвешенном состоянии мелкие твердые частицы. Показатель стабильности определяется разностью плотностей верхнего и нижнего слоя раствора после отстоя в течение одних суток. Эта разница должна быть не более 0,02 г/см3.
Водоотдача характеризует способность глинистого раствора отфильтровывать воду в пористые породы, в результате чего происходит глинизация стенок скважины. При высокой водоотдаче раствора снижается качество глинизации и ухудшается устойчивость стенок скважины. За единицу измерения водоотдачи принимается количество воды в кубических сантиметрах, отфильтровывающейся в течение 30 минут из глинистого раствора через бумажный фильтр с поверхностью 100 см2 при давлении, равном 100 кПа. Величина водоотдачи для нормальных глинистых растворов должна быть 25 см3 за 30 минут. Растворы для борьбы с прихватами и обвалами характеризуются водоотдачей 5-6 см3 за 30 минут.
Контроль параметров качества глинистого раствора производят как при приготовлении растворов, так и в полевых условиях в процессе их применения на буровых установках с целью замены раствора, его очистки или обработки реагентами.
Параметры растворов, приготовленных из недостаточно качественных глин, можно улучшить путем добавления в них реагентов. Реагенты применяют также для придания растворам нужных свойств в условиях бурения, отличающихся от нормальных.
Различают два вида химической обработки растворов: первичную и вторичную. При первичной обработке раствору придаются свойства, необходимые для бурения в конкретных условиях. При вторичной обработке восстанавливают свойства раствора, утраченные при бурении под влиянием растворимых пород, минерализованных вод и других факторов.
Реагенты, применяемые для обработки глинистых растворов, по характеру действия разделяются на две основные группы: электролиты и защитные коллоиды. Действие электролитов связано с ионными оболочками, окружающими частицы глины в растворе. Толщина оболочек и их заряд зависят от концентрации ионов в жидкой фазе глинистого раствора и от свойств этих ионов. Это дает возможность изменять свойства глинистого раствора путем обработки его теми или иными электролитами.
Для обработки глинистого раствора наиболее часто применяют реагенты-электролиты: кальцинированную соду Na2CO3, каустическую соду (едкий натр) NaOH, жидкое стекло, растворенный в воде силикат натрия Na2O(n(SiO2, гашеную известь Са(ОН)2, хлористый кальций CaCl2, алебастр, поваренную соль NaCl. Электролиты используют для изменения вязкости и прочности структуры раствора, изменения водоотдачи и фильтрационных характеристик раствора.
Защитные коллоиды содержат в водном растворе частицы некоторых веществ сложного химического состава, которые при добавлении к глинистому раствору покрывают поверхности глинистых частиц и создают защитный слой, предохраняющий частицы глины от слипания и повышающий устойчивость раствора. Защитные слои увеличивают плотность и уменьшают проницаемость фильтрационных корок, снижая водоотдачи глинистых растворов. В качестве защитных коллоидов применяют: углещелочной реагент (УЩР), торфощелочной реагент (ТЩР), реагент из сульфатспиртовой барды (ССБ), карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) и др.
Для борьбы с выбросами и обвалами в скважине применяются утяжеленные растворы. В качестве утяжелителей применяются: барит, плотностью 3,6-4,2 т/м3, гематит (4,3-4,6 т/м3), магнетит (4,2-4,75 т/м3).
Эмульсионные промывочные жидкости получают большое распространение. При алмазном бурении применение эмульсионных растворов снижает вибрацию бурильной колонны, самозаклинивание керна, снижает затраты на бурение и повышает производительность.
Применяют водные растворы поверхностно-активных веществ (ПАВ) и водомасляные эмульсии, активизированные поверхностно-активными веществами. ПАВ вводятся в промывочную жидкость (техническую воду) в количестве 0,4-2% в зависимости от степени минерализации, применяемой для промывки воды. Эмульсионные глинистые растворы применяют при бурении глубоких скважин для ликвидации явления “залипания” инструмента.
Растворы солей применяют в качестве промывочной жидкости по соляным отложениям и в сильноминерализованных толщах пород.
Естественными растворами называются промывочные жидкости, в которых твердая фаза состоит, основном, из частиц выбуренных неглинистых пород: карбонатов, сульфатов, алевролитов, аргиллитов. Для образования естественных растворов в промывочную жидкость добавляют химические реагенты, способные создавать в ней структуру, после чего выбуренные частицы породы удерживаются в жидкости. В качестве реагентов используют: крахмальный реагент, карбоксиметилцелюллозу, углещелочной реагент, жидкое стекло и др.
При работе с химическими реагентами необходимо учитывать, что некоторые из них оказывают вредное действие на организм человека. При работе с химическими реагентами, в особенности с каустической и кальцинированной содами, жидким стеклом, негашеной известью, необходимо пользоваться защитными очками, резиновыми перчатками и обувью, прорезиненными фартуками.
Глинистый раствор по выходе из скважины очищается от частиц породы и вторично нагнетается в скважину. Очистка раствора от частиц породы осуществляется в системе желобов, сит и гидроциклонах. Проходя через систему желобов, отстойники и отстойные баки, глинистый раствор очищается от бурового шлама. При использовании сит раствор поступает на сетку, фильтруется через нее, сливается в желоб, направляется в приемный резервуар. Сита бывают вибрационные и конвейерные.
Удаление продуктов разрушения в забое скважины может производиться с помощью продувки сжатым воздухом или газом. В определенных геологических условиях продувка сжатым воздухом целесообразнее промывки. При бурении в льдистых мерзлых породах, которые при промывке могут оттаивать и оползать, при бурении в породах, которые впитывают воду и от этого набухают, в устойчивых породах при отсутствии водопритоков. В скважинах, где имеются значительные водопритоки, бурение с продувкой нецелесообразно. Для бурения с продувкой скважин сжатым воздухом применяют передвижные компрессорные станции с подачей от 5 до 12 м3/мин, развивающие давление до 800 кПа. Чем выше давление сжатого воздуха, тем глубже можно бурить скважину, даже при наличии водопритоков. Для отделения шлама от потока воздуха и сбора шлама применяются шламоуловители циклонного типа. Циклонное устройство позволяет осаждать не только крупные частицы породы, но и мелкую пыль, которая ухудшает санитарно-гигиенические условия труда бурильщиков.
Лекция 2
Бурение неглубоких скважин без промывки
При проведении геолого-поисковых работ, поисках руд цветных и редких металлов, при разведке строительных материалов, сейсмической разведке, инженерно-геологических изысканиях получили распространение неглубокие скважины, глубина которых достигает 50-100 м.
Диаметры скважин определяются полевым назначением работ, необходимой малой пробы. Требованиями к сохранности структуры и текстуры извлекаемых проб и необходимостью применения обсадных труб.
При инженерно-геологических исследованиях бурятся скважины диаметром 90-200 мм.
При разведке химического сырья и строительных материалов - диаметром 93-200 мм.
При разведке россыпных месторождений золота, платины - диаметром 150-200 мм.
Породы, залегающие неглубоко от поверхности, разнообразны по механическим свойствам. Поэтому для бурения неглубоких скважин применяют различные типы буровых станков, отличающихся способом разрушения породы и технологией бурения. Обычно породы верхней части разреза неустойчивы и требуется крепление стенок скважин обсадными трубами с одновременным бурением и отбором проб грунта с ненарушенной структурой. При таких условиях целесообразно применять способ бурения, не требующий промывки глинистым раствором.
Применяю ручное и механизированное бурение, при этом механизированное:
ударно-канатное,
вращательное шнековое,
вибрационное,
задавливанием,
комбинированное.
Ручное ударно-вращательное бурение
Ручное бурение, при котором все операции выполняются вручную, применяют в труднодоступных районах для проходки одиночных или небольшого числа неглубоких скважин в мягких осадочных породах. Этот вид бурения используется для проходки геолого-съемочных, геологоразведочных и инженерно-геологических скважин глубиной до 10-15 м и диаметром 25-250 мм. В зависимости от характера пород бурение ведется или вращательным или ударным способом.
В состав бурового комплекта для ручного бурения входят буровой породоразрушающий инструмент, бурильные и обсадные трубы и их принадлежности, буровая вышка, балансир и инструмент для ликвидации аварий.
В качестве породоразрушающего инструмента при ручном вращательном бурении применяют спиральные и ложковые буры. Спиральный бур (змеевик) применяется для бурения мягких и пластичных пород (глин, суглинков, мела и др.), т.е. те, которые хорошо удерживаются на витках бура. Ложковый бур используется для бурения мягких невязких пород (песков, супесей, суглинков и др.). При вращении бура с одновременной нагрузкой на забой ковшеобразное лезвие бура погружается в породу и срезает ее по всей площади забоя.
Вращательным способом бурят скважины в мягких породах - супесях, суглинках, лёссе, глинах, мягком меле и др.
Породоразрушающий инструмент, соединенный через переходник с бурильными трубами, опускают в скважину и приводят во вращение при помощи поворотного хомута, закрепленного на трубах над устьем скважины. Под действием осевой нагрузки породоразрушающий инструмент погружается в породу и заполняется ею. После заполнения бура его извлекают из скважины, освобождают от породы и вновь опускают в скважину для продолжения бурения. Спуск в скважину и подъем инструмента выполняют с помощью лебедки, установленной на вышке.
В качестве инструмента для ударного бурения применяют долота различного типа: плоские, крестовые, двутавровые, эксцентричные и пирамидальные. Для очистки скважин от разрушенной долотом породы используют желонку. При бурении в рыхлых, мягких породах желонка служит основным проходческим инструментом.
Ударным способом бурение производят в породах средней твердости - известняках, мергелях, плотном меле, слабосцементированных песчаниках и др. буровой снаряд состоит из долота и утяжеляющей его ударной штанги, соединенных с колонной бурильных труб. Бурение производят путем подъема бурового снаряда над забоем и сбрасывания его на забой. После каждого удара по забою приподнятый снаряд поворачивается на некоторый угол. После разрушения определенного объема породы буровой инструмент поднимают на поверхность и производят очистку скважины от разрушенной породы с помощью желонки.
Подъем и сбрасывание бурового снаряда при бурении производят ручным балансиром, установленным на вышке. Для подъема и спуска бурового инструмента и обсадных труб применяют ручную лебедку, укрепленную на вышке или специальной раме.
Меры безопасности при ручном бурении:
1. Если бурение скважин ведется без применения вышки и грузоподъемных приспособлений, то запрещается бурить на глубину более 15 м.
2. При подъеме из скважины бурильной колонны каждая труба должна отвинчиваться.
3. Лебедка должна иметь ленточный тормоз, а вороток - храповик.
4. При проведении спуско-подъемных операций запрещается поддерживать бурильные трубы ключами над устьем скважины. Использовать для этого нужно подкладную вилку или шарнирный хомут.

При ручном бурении геологоразведочных скважин в качестве пробы используют не все образцы, а только наиболее характерные для данной породы. Если мощность пласта вмещающей породы значительна, то из него берется несколько образцов. Из толщи пересекаемого скважиной полезного ископаемого сохраняется весь поднятый материал в качестве пробы. Образцы следует отбирать около лезвия ложки или змеевика и из-под клапана желонки с целью предупреждения разубоживания пробы.
Образцы пород укладываются в специальные ящики 1х0,5х0,1 м, разделенные перегородками на ячейки размером 0,1х0,1. В каждую ячейку укладываются отобранный образец и этикетка, в которой указываются номер скважины, номер образца, глубина, с которой взят образец.
Ударно-канатное бурение неглубоких скважин
Ударно-канатное механическое бурение применяют при проходке неглубоких инженерно-геологических скважин в связных, рыхлых и сыпучих грунтах, сухих и водонасыщенных породах. С помощью установок ударно-канатного бурения бурят скважины диаметром до 168 мм на глубину до 30 м. Инструмент для бурения неглубоких скважин ударно-канатными установками в нескальных грунтах позволяет бурить колонковым способом с получением ненарушенных образцов породы.
Бурение связных грунтов производится забивным способом, мягко-пластичных глинистых пород - “клюющим” способом. В несвязных породах применяют желонирование. Для бурения валунно-галечниковых отложений используют долота, которыми порода измельчается на забое, а затем извлекается желонками.
Для забивного способа используют забивные стаканы или грунтоносы, соединенные с ударным патроном. При поднимании и опускании ударник ударяет по наковальне и забивает грунтонос в породу.
При “клюющем” способе применяют буровой снаряд, состоящий из забивного стакана (гильзы) и ударной штанги. Сброшенный с высоты 3-5 м буровой снаряд массой до 200 кг углубляется в породу на 0,1-0,2 м, а затем поднимается на поверхность для очистки стакана.
В несвязных породах применяют желонку, представляющую собой трубу с клапаном на нижнем конце. Желонку целесообразно утяжелять ударной штангой. Бурение желонкой обычно сопровождается креплением стенок скважин обсадными трубами.
Ударное механическое бурение мелких скважин в рыхлых и сыпучих породах без промывки осуществляют посредством легких передвижных установок ударно-канатного бурения.

Лебедкой поднимают снаряд над забоем и сбрасывают на забой.
Эта установка мало производительна, т.к. полуручная. Требует много физических усилий, и все же производительность бурения ее выше в 3-4 раза ручного ударно-вращательного.





Ударно-канатный способ бурения стаканами обеспечивает удовлетворительное качество керна. Углубление за рейс “клюющего” и забивного способов бурения скважины диаметром 70-219 мм устанавливается в зависимости от свойств пород в пределах 0,3-0,8 м. Для бурения слабоустойчивых пород применяют стаканы с клапанами.
Вращательное шнековое бурение
Шнековым бурением называется вращательное бурение, при котором разрушенная на забое порода выдается на поверхность винтовым транспортером - колонной шнеков. Этим методом бурят скважины диаметром от 65 до 475 мм на глубину 50-80 м в породах I-VI категорий.
Шнековое бурение применяют для бурения взрывных скважин при сейсморазведке, при инженерно- и гидрогеологических исследованиях, при геологической съемке, картировании и при поисках и разведке различных полезных ископаемых.
Буровой инструмент для шнекового бурения состоит из комплекта шнеков и породоразрушающего инструмента - долота. Применяют двух- и трехлопастные долота со ступенчатой режущей кромкой.
Шнек представляет собой трубу, к наружной поверхности которой по винтовой линии приварена стальная лента (реборда) толщиной 5-7 мм. Для бурения пород, содержащих твердые включения, применяют утяжеленные шнеки, реборда которых имеет толщину 8-10 мм. Применяют шнеки длиной от 1,5 до 3,0 м и диаметром от 65 до 460 мм. Шаг винтовой линии реборды принимается 0,6-0,9 диаметра шнека.
Соединение шнеков друг с другом и с долотом производят с помощью резьбы или шестигранного фиксатора.
Для шнекового бурения скважин применяют легкие переносные установки, передвижные и самоходные буровые установки.
Легкие переносные установки:
мотопробоотборник МП-1
мотобуры (Д-10М, М-1 и КМ-10).
Этими установками бурятся скважины диаметром 50-100 мм на глубину 7-10 м в рыхлых и связных породах при инженерно-геологических исследованиях.
В установку входят бензодвигатель от мотопилы “Дружба”, редуктор, комплект инструментов. Масса мотобуров 12-17 кг.
Передвижная установка для шнекового бурения УКБ-12/25.
Предназначена для бурения шнековым способом в мягких и рыхлых породах скважин диаметром 70, 105 и 140 мм на глубину 5-15 м.
В районах, доступных для автотранспорта может быть использована самоходная модификация установки УКБ-12/25, имеющая индекс УКБ-12/25 С и смонтированная на автомобиле УАЗ-469 Б.
При сейсморазведочных работах и поисках применяют буровые установки, смонтированные на автомашинах и на гусеничных тракторах. Они предназначены для бурения скважин шнеками глубиной до 50-80 м.
Например, установка шнекового бурения УШБ-16 предназначена для бурения скважин шнеками на глубину до 80 м и диаметром 150 мм. Установка смонтирована на шасси автомобиля ЗИЛ-131 или ЗИЛ-157.
Основные технические данные: мачта высотой 9,5 м; вращатель с ходом подачи до 6,5 м; двухбарабанная лебедка грузоподъемностью 2,5 т; частота вращения шнека 100-300 об/мин; при бурении в твердых породах частота вращения шнеков 80-120 об/мин.
Производительность шнекового бурения при бурении по породам I категории 75 м/г, II категории - 40 м/г, III категории - 22 м/г, IV категории - 10-14 м/г.
Образцы пород при шнековом бурении могут отбираться у устья скважины из выносимой породы, с лопастей буровых шнеков, поднятых на поверхность или с забоя при помощи специальных грунтоносов. На поверхность порода выносится в виде комков и лент различной конфигурации, часто покрытых сверху оболочкой инородной породы со стенок скважины. Поэтому необходимо изучать внутреннее строение взятого образца, разламывая его.
При геологической документации шнековых скважин очень важной является привязка отбираемых на поверхности образцов к определенной глубине скважины.
При инженерно-геологических изысканиях в породах I-IV категорий по буримости отбор проб проводится с помощью колонковых шнеков. Монолиты песчано-глинистых пород отбираются специальными обуривающими грунтоносами, снабженными невращающимися керноприемными станками.
Техника безопасности:
1. Запрещается применять шнеки с изношенными соединениями, не обеспечивающими достаточной жесткости колонны.
2. Нельзя очищать от шлама шнековые трубы руками или какими-либо предметами во время вращения.
3. Запрещается производить бурение с неогражденным шнеком.
4.Разъединение шнековых труб при подъеме допускается только после посадки их на подкладную вилку или на ключ-скобу.
Вибрационное бурение
Вибрационным называется бурение, при котором для разрушения породы на забое скважины используются механические колебания большой частоты, создаваемые вибрационной машиной и передаваемые породоразрушающему инструменту через колонну бурильных труб.
Вибрационным способом бурят скважины глубиной до 25-30 м в породах I-IV категорий. Диаметр скважин до 219 мм.
Существуют две разновидности вибрационного бурения:
а) чисто вибрационное,
б) виброударное.
При вибрационном бурении источником колебаний служит вибратор, который жестко через бурильную колонну связан с породоразрушающим инструментом и во время работы сообщает ему возвратно-поступательные движения. В результате большой частоты колебаний (1200-2500 кол/мин) мягкие породы переходят в подвижное состояние, вследствие чего вибрирующий инструмент погружается в породу под действием своего веса.

В качестве вибромеханизмов при вибробурении применяются вибраторы и вибромолоты. Бурильная труба вместе с инструментом присоединяется к поверхностному вибратору посредством переходника.




Вибратор генерирует вертикальные колебания посредством вращающихся в противоположные стороны дебалансов. Дебалансы, или эксцентрично расположенные грузы, закреплены на двух валах, один из которых соединен с электродвигателем клиноременной передачей.
Вибромолот представляет собой вибратор, в колебательную систему которого введен ограничитель колебаний, состоящий из бойка и наковальни. Наковальня воспринимает односторонние удары со стороны вибратора и предает их на буровой снаряд, с которым она соединена жестко.
Эффективность вибрационного бурения зависит от массы вибропогружателя, момента эксцентриков, частоты и амплитуды колебаний. По мере увеличения глубины скважины возрастает масса инструмента и увеличивается его упругость, вследствие чего снижается амплитуды колебаний породоразрушающего инструмента. Поэтому эффективная глубина бурения поверхностными вибраторами не превышает 25-30 м.
Вибрационное бурение может осуществляться как посредством поверхностных, так и погружных вибромеханизмов.
Погружной вибромеханизм находится непосредственно над породоразрушающим инструментом и опускается в скважину по мере ее углубления. С помощью погружных вибромеханизмов возможно бурение более глубоких скважин, чем при использовании поверхностных вибраторов.
Погружной вибромеханизм опускается в скважину на кабеле-канате, что ускоряет спуско-подъемные операции и исключает применение бурильных труб.
При вибрационном бурении в качестве породоразрушаюго инструмента применяют виброзонды, грунтоносы и виброжелонки. Тип породоразрушающего инструмента зависит от физико-механических свойств пород и целевого назначения скважины.
Виброзонд применяется для бурения сухих песков и связных глинистых пород. Он представляет собой тонкостенную цельнотянутую трубу длиной 1,5-3,0 м с заостренным башмаком и продольной прорезью (окном) на боковой поверхности. Прорезь служит для осмотра поднятой из скважины породы и очистки зонда от породы.
Грунтоносы служат для отбора проб (образцов породы) с ненарушенной структурой. Грунтонос состоит из разъемной трубы, внутреннего разъемного вкладыша, башмака, переходника и клапана. При извлечении грунтоноса из скважины образец породы удерживается в гильзе благодаря вакууму, создаваемому клапаном.
Виброжелонка применяется для бурения пород с повышенной влажностью и слабосвязных пород. Для удержания породы в желонке имеется нижний клапан.
В неустойчивых породах скважину закрепляют обсадными трубами, погружая их на грунт вибратором. Извлекают породу из труб желонками или грунтоносами.
В качестве бурильных труб применяют тонкостенные трубы увеличенного диаметра. Бурение скважин глубиной до 5-6 м по мягким породам, свободно входящим в грунтонос без пробок, производят одним рейсом на всю глубину скважины.
При бурении более глубоких скважин бурение ведется повторяющимися рейсами. Величина рейсовой проходки зависит от плотности пород и составляет 0,3-3 м. Производительность вибробурения при глубине скважин до 10 м достигает 50-60 м/смену, при глубине 20 м - 25 м/смену, при глубине 30 м - 20 м/смену.
В настоящее время создано большое число вибраторов и вибромолотов для бурения скважин или погружения и извлечения обсадных труб.
При бурении скважин вибрационным методом используют специализированные буровые установки, в состав которых входят: вибратор или вибромолот, мачта, лебедка, двигатель и источник электроэнергии, размещенные на транспортной базе, а также комплект инструмента.
Установка АВБ-2 М предназначена для бурения инженерно-геолгрческих скважин диаметром 108-168 мм вибрационным способом на глубину до 20 м. Установка имеет однотрубчатую мачту высотой 7,5 м и планетарную лебедку грузоподъемностью 4 т. Установка смонтирована на автомашине ГАЗ-66. Масса установки с принадлежностями 6,5 т.
Техника безопасности:
1. Соединение вибратора с крюком подъемного устройства должно быть оборудовано надежно запирающим устройством.
2. Во время осмотра и смазки, а также при перемещении виброустановки вибратор должен находиться в крайнем нижнем положении.
3. Перед пуском вибратора и через каждые полчаса работы необходимо проверять прочность соединения его частей.
4. При работе вибратора запрещается стоять в плоскости вращения его эксцентриков.
Бурение скважин методом задавливания
Скоростное бурение неглубоких поисковых скважин в мягких породах с целью каротажа и отбора проб производят задавливанием бурового снаряда путем создания большой нагрузки.
Проходка скважин посредством задавливания инструмента в породу имеет сравнительно ограниченное применение. Этот метод позволяет бурить скважины диаметром 50-168 мм глубиной до 30 м.
Бурение задавливанием применяется при поисках месторождений полезных ископаемых, гидрогеологических исследованиях, инженерно-геологических изысканиях и других видах геологических работ.
Для скоростного бурения неглубоких скважин в рыхлых породах применяется самоходная установка глубинного поиска СУГП-10, смонтированная на гусеничном шасси. Установка работает по принципу статического задавливания инструмента в породу. Гильзу со специальной геофизической аппаратурой задавливают гидравлическим цилиндром двухстороннего действия. На конце гильзы привернут пробоотборник для взятия образцов породы, газа и воды. Максимальная глубина бурения 24 м, диаметр гильзы 62 мм. Производительность установки СУГП-10 - до 35 скважин глубиной 10 м за одну смену.
Лекция 3
Колонковое бурение
Колонковым бурением называют такой способ вращательного бурения, при котором разрушение породы ведется по наружной кольцевой части забоя с выбуриванием столбика (колонки) породы – керна.
Колонковое бурение является основным техническим средством разведки месторождений полезных ископаемых. Это бурение широко применяется при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях.
Более 80% всех буровых работ ведется колонковым способом.
Основными операциями при вращательном колонковом бурении являются:
Собственно бурение.
Спуско-подъемные операции.
Крепление скважины.
Специальные работы в скважине.
Монтажно-демонтажные работы.
Достоинствами колонкового бурения являются:
1. Возможность извлекать из скважины столбики породы – керны, по которым можно наиболее точно составить геологический разрез и опробовать полезное ископаемое.
2. Бурить скважины под различными углами к горизонту, различными породоразрушающими инструментами в породах любой твердости и устойчивости.
3. Возможность бурить скважины малых диаметров на большую глубину, применяя относительно легкое оборудование.
Общая схема установки для колонкового бурения
Колонковое бурение производят установкой, состоящей из буровой вышки I, бурового станка III, бурового здания II, бурового насоса IV, двигателей для привода в действие станка и насоса V.
Перед началом бурения на месте заложения скважины разравнивают площадку, выкапывают ямы под емкости для промывочной жидкости и под фундаменты и собирают буровую вышку с буровым зданием. После проверки и наладки бурового станка забуривают скважину в нужном направлении и устье скважины закрепляют направляющей трубой.
Для бурения используют буровой снаряд, который состоит из коронки 1, колонковой трубы 2, переходника 3, колонны бурильных труб 4. С помощью лебедки 10 буровой снаряд спускается в скважину, после чего верхний конец колонны бурильных труб закрепляется в зажимных патронах 9 шпинделя станка 8. На верх ведущей трубы навинчивается вертлюг-сальник 11, соединенный шлангом 12 с буровым насосом IV. Вращая бурильные трубы и подавая промывочную жидкость в скважину, доводят коронку до забоя и начинают бурение. В зависимости от характера буримых пород шпинделем станка сообщается рациональная частота вращения снаряду при необходимой для разрушения породы нагрузке на коронку. Нагрузка осуществляется регулятором подачи станка 11. Вращаясь и внедряясь в породу, коронка выбуривает кольцевой забой, формируя керн. По мере углубления скважины керн заполняет колонковую трубу. После заполнения колонковой трубы керном или при необходимости замены изношенной коронки бурение скважины останавливают, закрепив керн в корпусе коронки, отрывают его от забоя и с помощью лебедки 10, талевого каната 18, талевого блока 7, подъемного крюка и элеватора 6 поднимают снаряд на поверхность. Для ускорения подъема путем сокращения операции по развинчиванию резьбовых соединений снаряд поднимают не по одной трубе, а свечами, состоящими из нескольких бурильных труб. Свечи соединяют между собой замками, а бурильные трубы муфтами. Свечу отвинчивают от колонны при помощи труборазворота и устанавливают на подсвечник. После подъема на поверхность колонкового набора, состоящего из коронки, колонковой трубы и переходника, извлекают керн, заменяют изношенную буровую коронку. Затем производят спуск снаряда в скважину, причем длину колонны увеличивают на величину, необходимую для углубления, в течение следующего рейса, путем добавления бурильных труб.
Для охлаждения коронки, очистки забоя от разрушенной породы и удаления ее на поверхность скважину промывают или продувают. Промывочная жидкость через всасывающий шланг 17 засасывается насосом IV из отстойника 16 и нагнетается к забою скважины через нагнетательный шланг 12, сальник 5 и колонну бурильных труб 4. Промывочная жидкость, достигнув забоя, охлаждает коронку и транспортирует разрушенную породу с забоя на поверхность. Из скважины жидкость поступает в систему желобов 14 и отстойник 15, где частицы породы осаждаются. Затем очищенная жидкость вновь нагнетается в скважину.
Если скважина пересекает неустойчивые породы, которые обваливаются или выпучиваются даже при применении специальных промывочных сред, в нее опускают колонну обсадных труб для закрепления стенок скважины и перекрытия неустойчивой породы, после чего продолжают бурение скважины инструментом меньшего диаметра.
Колонковое бурение ведется, как правило, с извлечением кернов. Но если скважины пересекают уже изученные породы, то на участках, где полезное ископаемое отсутствует, целесообразно перейти на бескерновое бурение, которое позволяет повысить производительность за счет сокращения времени на спуско-подъемные операции, а также за счет повышения механической скорости бурения.
Целью бурения геологоразведочных скважин являются геологические исследования. Поэтому кроме извлечения образцов пород-кернов в скважине проводят специальные работы:
Измерение искривления скважины.
Геофизические исследования (каротаж).
Опробование скважины на приток.
Взятие проб со стенок скважины грунтоносом.
Ориентирование керна.
Тампонирование для изоляции отдельных горизонтов.
Гидрогеологические исследования.
После выполнения скважиной геологической задачи производят ликвидационное тампонирование с целью охраны недр.
Оборудование и вышку перевозят на новую точку в собранном или демонтированном виде.
Промывка или продувка скважин в процессе бурения является необходимой операцией, которая предусматривает непрерывную циркуляцию промывочной среды в скважине для выполнения следующих задач: 1) очистка забоя от разрушенной породы и выноса продуктов разрушения (шлама) на поверхность; 2) охлаждение породоразрушающего инструмента; 3) закрепление стенок скважины при проходке слабо связанных, рыхлых пород; 4) предупреждения возможности прорыва пластовых вод в скважину в процессе бурения.
Существуют четыре схемы циркуляции промывочной среды: прямая, обратная, комбинированная и призабойная (местная).
При прямой циркуляции промывочная среда принудительно с помощью насоса подается с поверхности по колонне бурильных труб к забою, а затем поднимается по кольцевому пространству между стенками скважины и бурильными трубами, вынося на поверхность шлам.
При обратной циркуляции промывочная среда нагнетается к забою скважины по кольцевому каналу и поднимается на поверхность вместе со шламом по колонне бурильных труб. При использовании этой схемы устье скважины должно быть герметизировано. При бурении по трещиноватым и кавернозным породам, где происходит большая потеря промывочной среды, обратная циркуляция неприменима.
При использовании жидких промывочных сред осуществляется замкнутая циркуляция: буровой раствор и другие промывочные жидкости после выхода из скважины очищаются в системе желобов и отстойников и вновь насосами подаются к забою.
При любой схеме циркуляции возможны потери промывочной среды вследствие поглощения ее породами. Потеря может быть частичной, полной и катастрофической.
При частичной, на поверхность выходит меньшее количество жидкости, чем попадает в скважину. При полной - жидкость вообще не выходит на поверхность. Катастрофическая потеря происходит при внезапном попадании скважины в крупные полости (трещины, каверны, пещеры). Это обычно сопровождается прихватом снаряда, обрушением стенок скважины и другими осложнениями.
При продувке скважины циркуляция незамкнута: воздух после пылеулавливания выходит в атмосферу.
Комбинированная система циркуляции осуществляется путем нагнетания с поверхности по колонне бурильных труб жидкой или газообразной среды как при прямой циркуляции. Однако в призабойной части создается местная, обычно обратная циркуляция, что достигается применением специальных снарядов (пакерных или эрлифтовых) или использованием погружных насосов различного типа.
Призабойная местная циркуляция используется при безнасосном бурении, когда имеющаяся в скважине подземная вода и вода, добавляемая в скважину в результате специального режима бурения, осуществляет все основные функции промывки, не поступая на поверхность. Шлам при этом скапливается в колонковой трубе.
В зависимости от конкретных условий в качестве промывочной среды используют:
1. Капельные жидкости – техническая вода, солевые растворы, жидкие углеводороды.
2. Структурные жидкости – глинистые, неглинистые, шламовые растворы, эмульсии.
3. Газы и газожидкостные двухфазные смеси.
При бурении скважин в устойчивых породах можно использовать техническую воду как пресную, так и минерализованную, в том числе морскую.
Повсеместному использованию воды препятствуют свойственные ей недостатки: высокая фильтрационная способность; активное размывающее и растворяющее действие; отсутствие способности удерживать шлам при прекращении циркуляций; воздействие на породы, приводящее к их разбуханию и обрушениям; замерзание при отрицательной температуре и др.

Глинистые растворы широко используются при бурении, особенно в малоустойчивых породах. Помимо очистки забоя и охлаждения инструмента, они обеспечивают:
1. Закрепление стенок скважины в результате образования тонкой глинистой корки;
2. Предупреждение оседания шлама на забой при прекращении циркуляции из-за быстрого превращения раствора в гель (застудневание);
Устранение потерь циркуляции в пористых и трещиноватых породах.
свойства глинистых растворов можно регулировать, воздействуя на них различными реагентами.
При бурении скважин в соленосных отложениях для предотвращения кавернообразования и растворения керна для промывки используют соляные растворы.
При бурении в мерзлых породах и сплошных льдах применяются для промывки жидкие углеводороды – керосин и беспарафинное дизельное топливо.
В практике геологоразведочного бурения используются также полимерные промывочные жидкости.
В сложных геологических и климатических условиях применяется бурение с продувкой скважин сжатым воздухом. Наиболее эффективен этот метод при бурении в льдистых, мерзлых породах, которые при промывке водой оттаивают, оползают и обваливаются. Продувка скважин применяется также при бурении в высокогорных и пустынных районах, где имеются трудности с водоснабжением. А также в зимнее время.
Воздух как агент для очистки скважин обладает рядом достоинств. В любом месте он имеется в неограниченном количестве, характеризуется весьма малой вязкостью и плотностью, легко сжимается, имеет низкую теплоемкость и теплопроводность. Эти особенности позволяют получить высокие скорости воздушного потока в затрубном пространстве, что обеспечивает полноту удаления разбуренной породы.
Лекция 4
Технологический инструмент для колонкового бурения
Буровой инструмент, служащий для бурения скважины, называется технологическим. К нему относятся породоразрушающий инструмент, колонковые трубы, переходники, бурильные трубы и их соединения, утяжеленные бурильные трубы, шламовые трубы, расширители, кернорватели, буровые сальники.
Технологический буровой инструмент, соединенный в определенной последовательности, называется буровым снарядом. Состав бурового снаряда зависит от способа бурения и особенностей скважины.
Буровые коронки для колонкового бурения представляют собой стальное кольцо, имеющее резьбу для присоединения к колонковой трубе. На наружной поверхности коронок имеются пазы для прохода промывочной жидкости.

Внутренняя поверхность выполнена конусной. При колонковом бурении используют твердосплавные и алмазные коронки.
У твердосплавных коронок к корпусу прикреплены резцы из твердого сплава, у алмазных – матрица, содержащая алмазные зерна.


Для заклинивания керна применяют кернорватели, состоящие из конического разрезного пружинного кольца и корпуса кернорвателя. Кернорватель располагается между коронкой и колонковой трубой. При заклинивании пружинное кольцо входит в конусную часть коронки и зажимает керн. Если кернорватель отсутствует, то керн заклинивают, заполняя конусную часть коронки заклиночным материалом.
Расширители применяются для предохранения скважины от сужения, связанного с износом коронок по наружному диаметру. Они представляют собой цилиндр, на наружной поверхности которого имеются режущие элементы – твердосплавные вставки или алмазосодержащие штабики. Диаметр расширителя должен быть на 0,05-0,1 мм больше наружного диаметра коронки. В расширителях РМВ-2 корпус расширителя используется и как корпус кернорвателя.
Алмазные калибровочные расширители РМВ-1, РМВ-2, РМВ-К-76/03.



Колонковые трубы – предназначены для приема выбуриваемого керна и служат для обеспечения необходимого направления скважины. Колонковые трубы изготовляются из цельнотянутых стальных трубных заготовок, на обоих концах трубы нарезается внутренняя трапециедальная резьба с шагом 4 мм для соединения с коронкой. Длина колонковых труб 1,5; 3; 4; 6 м. При бурении глубоких скважин колонковый набор собирают длиной до 30 м. В этом случае колонковые трубы соединяются с помощью ниппелей, имеющих на концах наружную резьбу. Наружный диаметр колонковых труб от 34 до 146 мм.
Переходники служат для соединения колонны бурильных труб с колонковой трубой. Трубные переходники выпускаются двух видов: фрезерные и тройные. Фрезерные служат для соединения бурильных труб с колонковыми. Тройным переходником нижний конец бурильной колонны соединяется с колонковой и шламовой трубами.
Бурильные трубы служат для передачи вращения от вращателя станка породоразрушающему инструменту. По бурильной колонне к забою передается промывочная жидкость или сжатый воздух. Через бурильные трубы передается осевая нагрузка, необходимая для эффективной работы инструмента. Кроме того, бурильная колонна используется для работы с аварийным инструментом.
Бурильные трубы изготовляются бесшовными из качественных сталей марок Д, 36Г2С, 40Х, 30ХГС. Трубы при изготовлении подвергаются термической обработке – нормализации или закалке с высоким отпуском. Для того, чтобы трубы не были ослаблены в резьбовом соединении, концы их утолщают.
Бурильные трубы для разведочного бурения выпускаются ниппельного и муфтового соединения. В свече трубы соединяются муфтами, а свечи между собою бурильными замками. Бурильные трубы муфтового соединения имеют наружные конусные резьбы.
Бурильные трубы для ниппельного соединения имеют внутренние резьбы трапециедальной формы. В свече трубы соединяются однопрорезными ниппелями. Свечи соединяются между собой при помощи однопрорезного и двухпрорезного ниппелей. Два ниппеля образуют ниппельный замок.
Бурильные трубы в процессе бурения трутся о стенки скважины и подвергаются поверхностному износу. С целью поверхностного упрочнения труб целесообразно производить поверхностную закалку труб токами высокой частоты.
Тяжелые условия работы бурильной колонны нередко приводят к обрыву бурльных труб. Обычно трубы рвутся по резьбовому соединению и в местах высадки.
Легкосплавные бурильные трубы (ЛБТ). Бурильные трубы, изготовленные из легких сплавов в 2,2-2,5 раза легче, чем стальные трубы такого же размера. При погружении в промывочную жидкость стальные трубы теряют (13% от массы, а трубы из алюминиевых сплавов облегчаются на 36%. Соответственно уменьшается мощность при извлечении бурильной колонны из скважины.
Применение ЛБТ позволяет: 1) сократить расход мощности на спуско-подъемные операции и на вращение бурильной колонны; 2) сократить затраты времени на спуско-подъемные операции; 3) облегчить труд и повысить производительность буровой бригады.
В настоящее время выпускаются ЛБТ диаметрами 24, 34, 42 и 54 мм. Трубы готовятся из алюминиевого сплава Д16Т с высокими механическими свойствами.
Краткая характеристика ЛБТ:
наружный диаметр 24, 34, 42, 54 мм
толщина стенки 4, 5, 7, 9 мм
тип соединения – стальными ниппелями и муфтами
масса 1 м труб (кг) 0,7; 1,55; 3,8; 4,4

Утяжеленные бурильные трубы. Для увеличения массы и жесткости нижней части бурильной колонны применяются утяжеленные бурильные трубы (УБТ). Включение в буровой снаряд утяжеленных бурильных труб, особенно при бурении глубоких скважин, улучшает условия работы колонны, уменьшает искривление скважины. Утяжеленные бурильные трубы изготовляются из толстостенных трубных заготовок стали марки 40Х с высаженными концами. Трубы имеют длину 4,5 м и наружный диаметр 73, 89 и 108 мм. Масса 1 метра УБТ соответственно 25,6; 36,0; 52,0 кг. Утяжеленные трубы располагаются между колонковым снарядом или долотом и колонной бурильных труб. Масса УБТ должна превосходить нагрузку на забой на 25-50%.
Шламовые трубы применяют для улавливания крупных и тяжелых частиц шлама. Шламовые трубы изготовляются из тех же заготовок, что и колонковые трубы. Нижний конец шламовой трубы имеет левую резьбу для соединения с тройным переходником. Верхний конец трубы срезан под углом и загнут внутрь для того, чтобы при подъеме шламовая труба не упиралась в башмак обсадных труб. Улавливание шлама происходит в результате того, что у верхней кромки трубы из-за изменения сечения резко падает скорость движения восходящего потока промывочной жидкости. Частицы шлама, попадая в шламовую трубу, оседают в ней. Длина шламовой трубы определяется с учетом размещения в ней объема шлама, получаемого за рейс. Шламовую трубу включают в снаряд при большой разности диаметров скважины и бурильных труб, а также при дробовом бурении, когда образуется много тяжелых металлических частиц.
Обсадные трубы. При колонковом бурении применяются бесшовные цельнотянутые обсадные трубы с гладкой наружной поверхностью, соединяемые ниппелями. Обсадные трубы изготовляются из той же трубной заготовки, что и колонковые, и отличаются от них только длиной резьбы, равной 60 мм.
При неглубоком бурении обсадные трубы малого диаметра соединяются без ниппелей посредством резьбы, нарезаемой снаружи на одном конце трубы и внутри на другом.
Вспомогательный инструмент для спуско-подъемных операций
Для обслуживания технологического инструмента при бурении и спуско-подъемных операциях используется вспомогательный инструмент: ключи, элеваторы, подкладные вилки и шарнирные хомуты. Размеры инструмента должны соответствовать диаметру бурильных труб, для работы с которыми они предназначены.
Ключи шарнирные для бурильных, колонковых и обсадных труб применяются для захвата за гладкую поверхность трубы. Ключи служат для разборки и сборки буровых снарядов и осадных труб. Подкладная вилка вставляется в прорези замка или ниппеля и удерживает колонку труб над устьем скважины при наращивании снаряда или отсоединения свечи. Применяют несколько типов подкладных вилок: для работы с труборазворотом и без него.
Ключи короночные служат для свинчивания твердосплавных и алмазных коронок и изготовляются в виде клещей с зубом или в виде круговых клещей со штифтами.
Элеватор служит для захвата колонны бурильных труб за прорезь ниппеля или замка при выполнении спуско-подъемных операций. Элеватор имеет подвижное кольцо, которое препятствует случайному выпадению труб из гнезда.
Для захвата за гладкую поверхность трубы в любом месте при подвешивании колонны над устьем скважины или для поворота бурильной колонны применяют шарнирный хомут.
Для механизации трудоемких спуско-подъемных операций применяют механизмы для свинчивания и развинчивания бурильных труб – труборазвороты.
Для механизации работ по спуску и подъему бурового снаряда применяются полуавтоматические элеваторы, подхватывающие бурильные трубы при их спуске в скважину и снимающиеся с труб при извлечении снаряда из скважины.
Буровые установки для колонкового бурения
Буровой установкой называется комплекс бурового и энергетического оборудовани, а также наземных сооружений, служащий для бурения скважин.
В буровую установку входят буровой агрегат, размещаемый в буровом здании и буровая вышка. Буровой агрегат включает буровой станок, промывочный насос и силовые приводы к ним, а также аппаратуру контроля и регулирования процесса бурения.
Установки для колонкового бурения по транспортабельности разделяются на стационарные, передвижные, самоходные и переносные.
Стационарными называются такие установки, у которых буровой агрегат и вышка монтируются в виде одного или нескольких блоков. После окончания бурения скважины элементы установки перевозятся на новое место бурения с помощью транспортных средств. Стационарные буровые установки применяются при большой затрате времени на бурение скважины.
Передвижные буровые установки монтируются на одной или нескольких рамах, установленных на санях, колесных или гусеничных тележках. Такие установки применяются при небольших расстояниях между скважинами и перевозятся буксировкой автомашинами или тракторами.
Самоходные буровые установки монтируются на базе автомашин или тракторов.

Буровым агрегатом называется комплекс оборудования, состоящий из бурового станка, насоса для промывки и силового привода к ним. В состав бурового агрегата включается также аппаратура контроля и регулирования процессов бурения.
Буровые станки служат для вращения колонны бурильных труб с колонковым набором, регулировки осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент с подачей бурового снаряда по мере углубления скважины и для осуществления спуско-подъемных операций при бурении скважины, крепления скважины обсадными трубами и специальных работах.
Основные узлы бурового станка: вращатель, лебедка, регулятор нагрузки на забой, коробка передач, главный фрикцион для включения и отключения станка и пульт управления с контрольно-измерительной аппаратурой.
Буровой станок ЗИФ-650 М.
Вращатель бурового станка является основным рабочим механизмом, выполняющим технологические операции при бурении. По типу вращателя буровые станки разделяются на шпиндельные и роторные.
Лебедка служит для спуска в скважину и подъема из нее бурового инструмента и обсадных труб.
Регулирование давления на забой скважины и скорости подачи бурового снаряда осуществляется механизмом подачи бурового станка.
Коробка передач служит для передачи крутящего момента вращателю через муфту. Коробка передач обеспечивает несколько частот вращения при бурении и скоростей подъема бурового инструмента.
Аппаратура комплексного контроля позволяет получить сведения об изменениях нагрузочных характеристик работающего оборудования по явлениям, происходящим в скважине, и на основании полученных данных оперативно управлять процессом.
С помощью приборов измеряется и регистрируется нагрузка на породоразрушающий инструмент, крутящий момент, частота вращения, интервал бурения, скорость навивки и усилия каната, расход промывочной жидкости и др. Приборы иногда оснащаются предупредительной звуковой и световой сигнализацией.
По конструкции механизмов подачи шпиндельные станки разделяются на станки с подачей: дифференциальной и гидравлической, рычажной и рычажно-дифференциальной. Преимущественно применяются шпиндельные станки с гидравлической системой подачи.
У шпиндельных станков вращение и подача бурильной колонны осуществляется с помощью шпинделя. Верхний конец колонны бурильных труб закрепляется в зажимных патронах пустотелого вала-шпинделя и перемещается вместе с ним. Шпиндельные станки обеспечивают проходку скважины в различных направлениях.
В станках роторного типа вращение бурового снаряда производится с помощью ведущей трубы многогранного сечения. Подача бурового снаряда осуществляется при помощи лебедки. Станки с гидравлической подачей обеспечивают бурение скважин глубиной от 25 до 3000 м.
Гидравлическая подача обладает следующими достоинствами:
1. Обеспечивает возможность с необходимой точностью регулировать осевую нагрузку на породоразрушающий инструмент.
2. Позволяет производить главную подачу бурового снаряда с требуемой скоростью.
3. Позволяет определить массу заряда в скважине.
4. Может быть использована как гидравлический домкрат при извлечении труб или ликвидации аварий.
5. Значительно облегчает труд обслуживающего персонала.
Насосы для промывки скважин
Колонковое бурение, в основном, производится с промывкой скважин технической водой или глинистым раствором. Насосы для геологоразведочного бурения должны быть просты по конструкции, надежны в эксплуатации, легко транспортабельны и рассчитаны на перекачку вязкой жидкости, содержащей значительное количество абразивных частиц песка.
В настоящее время при колонковом бурении применяются два типа насосов: поршневые двойного действия, двухцилиндровые и плунжерные одинарного действия, двух- и трехцилиндровые.
Поршневые насосы называют насосами двойного действия, так как при ходе поршня в какую-либо сторону производится нагнетание жидкости, находящейся с одной стороны поршня, и всасывание с другой.
Плунжерные насосы - одинарного действия, так как во время прямого хода плунжера происходит нагнетание, а при обратном ходе - всасывание.



Схема работы насоса.
Трансмиссионный вал, соединенный клиноременной передачей с двигателем передает вращение от привода на коренной вал, который через кривошип и шатун 5 приводит в возвратно-поступательное движение крейцкопф. Крейцкопф соединен штоком 3 с поршнем 2. Поршень перемещается в цилиндре 1, нижняя часть которого имеет всасывающие клапаны 6, а верхняя - нагнетательные клапаны 7. Через всасывающий шланг 8, заканчивающийся храпком с клапаном 9, всасывающие камеры насоса соединены с приемным резервуаром. Нагнетательные камеры насоса соединены с циркуляционной системой через трубопровод 11. Воздушный клапан 10 служит для сглаживания неравномерности подачи жидкости в нагнетательный трубопровод. При ходе поршня влево левый всасывающий клапан закрывается, а нагнетательный - открывается. Находящаяся в цилиндре 1 жидкость перемещается в нагнетательную магистраль. Одновременно с правой стороны создается вакуум, жидкость же открывает правый всасывающий клапан и заполняет полость цилиндра. При ходе поршня вправо слева от него происходит всасывание, а справа нагнетание. Давление жидкости в магистрали нагнетательной определяется по манометру 13. Насос должен развивать такое давление, чтобы преодолеть сопротивление потока жидкости в бурильных трубах, соединениях бурильных труб, колонковом наборе, кольцевом зазоре между стенками скважины и бурильными трубами, нагнетательном шланге, обвязке и сальнике. Кроме того, должна быть возможность создания дополнительного давления на 30-50% выше требуемого на случай аварии и осложнений в скважине. Если давление в системе превышает величину, на которую рассчитан насос, то срезается шпилька 15 предохранительного клапана 14, и жидкость через отводной шланг 12 направляется в отстойник.
Насосы оборудуются резинотканевыми напорными и всасывающими рукавами с металлическими спиралями.
Наибольшее распространение при геологоразведочном бурении имеют всасывающие рукава с внутренним диаметром 75-100 мм и напорными рукавами с внутренним диаметром 38 мм. На всасывающем рукаве укреплен храпок с клапаном. Для подачи жидкости из напорного шланга в бурильную колонну его присоединяют к буровому сальнику. Сальник состоит из подвижного узла, соединенного с вращающейся при бурении бурильной колонной, и неподвижного, к которому присоединяется нагнетательный шланг. Уплотняющие устройства сальников не должны пропускать промывочную жидкость.
Силовой привод буровых установок
Для колонкового бурения в качестве силового привода применяются электрические двигатели и двигатели внутреннего сгорания. Достоинствами электропривода являются простота обслуживания, высокая экономичность, возможность реверсирования и применения индивидуальных приводов отдельных механизмов бурового агрегата.
Для привода буровых станков рекомендуется применять асинхронные двигатели переменного тока напряжением 220/380 В. На буровых вышках разрешается применять магнитные пускатели или пакетные выключатели закрытого типа. Запрещается применение открытых рубильников.
У пусковых устройств электрооборудования должны быть установлены изолирующие подставки. Металлические части электроустановок и механизмов, которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции, должны быть тщательно заземлены.
Двигатели внутреннего сгорания применяются для привода буровых установок на поисковых работах при предварительной разведке или при бурении одиночных скважин. Передвижные станки приводятся только от двигателей внутреннего сгорания.
Двигатели внутреннего сгорания можно разделить на три группы:
Карбюраторные, работающие на бензине или лигроине,
Дизельные, работающие на дизельном топливе,
Калоризаторные, работающие на сырой нефти.
Достоинствами двигателей внутреннего сгорания являются их независимость от внешних источников энергии и относительно экономичное потребление топлива.
Недостатками двигателей внутреннего сгорания являются их недолговечность, необходимость применения коробки скоростей для регулирования величины крутящего момента и реверсирования.
Дизельные двигатели применяются для привода буровых агрегатов, генераторов переменного и постоянного тока и различного вспомогательного оборудования.
Буровые вышки
Для бурения скважин стационарными буровыми агрегатами необходимо сооружение буровой вышки, состоящей из собственно вышки и бурового здания.
Вышка служит для спуска в скважину и извлечения из нее с помощью грузоподъемных механизмов бурового снаряда, обсадных труб и размещения поднятых свечей.
В буровом здании размещается буровой агрегат, оно предназначается также для защиты рабочих и механизмов от атмосферных явлений.
Буровые вышки могут быть деревянными из бревен и досок и металлическими из труб и уголкового проката.
Буровая вышка пирамидальной формы, имеющая в основной конструкции три или четыре опоры, называется башенной вышкой. Собственно вышка состоит из верхнего и нижнего оснований, опор, поясов и раскосов.
Основными параметрами вышки являются ее высота, размеры нижнего и верхнего оснований, высота расположения рабочего полка и грузоподъемность копра.
Грузоподъемность вышек должна не менее чем в 1,5 раза превышать максимально возможную в процессе эксплуатации нагрузку от веса бурового снаряда или колонны обсадных труб. Высота вышки определяется длиной свечи. При колонковом бурении обычно применяют вышку, пользуясь следующими данными:
Глубина скважины, м
100-150
150-400
400-800
800 и более

Длина свечи, м
6
9
12-13,5
18

Высота вышки, м
9-10
12-13
15-18
22-26

Различают трехопорные и четырехопорные вышки. Трехопорные вышки (треноги) применяют для бурения наклонных и вертикальных скважин глубиной до 100-200 м.
Четырехопорные вышки имеют большую устойчивость и грузоподъемность, чем трехопорные, и применяются при бурении глубоких вертикальных скважин.
Металлические вышки более быстро собираются и разбираются, имеют длительный срок службы. Монтаж металлических вышек может осуществляться последовательным соединением деталей конструкции вышки, наращиваемых снизу вверх, или сборкой в горизонтальном положении с последующим подъемом. Вышку поднимают трактором или лебедкой. При этом используют специальные приспособления: стрелы, козлы, канаты, лебедки и др. Для обеспечения устойчивости вышки высотой более 12 м ее следует укреплять прочными растяжными канатами со стяжными муфтами.
По ровной поверхности буровые вышки можно передвигать в неразобранном виде. Для этого нижние рамные брусья изготовляют в форме полозьев. Трасса передвижения вышки должна быть намечена заранее и не должна иметь резких переходов от спуска к подъему и наоборот.
Применяют также передвижные буровые установки с металлическими магмами.
Лекция 5
Технология колонкового бурения
Конструкцией скважины называется схема ее устройства, в которой показаны намечаемые диаметры скважины, интервалы глубины бурения породоразрушающим инструментом, диаметры колон обсадных труб, глубина их спуска и места тампонирования (т.е. изоляция) глиной или цементным раствором.
Исходными данными для составления конструкции скважины являются физико-механические свойства пород геологического разреза, цель и способ бурения скважины, ее глубина и конечный диаметр. Составляют конструкцию скважины снизу вверх. Конечный диаметр зависит от диаметра керна.
По окончании подготовительных работ, к которым относятся подготовка площади, сборка вышки, установка оборудования, подвод электроэнергии, организация водоснабжения и глинистого хозяйства, подготовка бурового инструмента, производится забуривание скважины. Способ забуривания скважины зависит от ее глубины и характера пород геологического разреза.
Перед забуриванием скважины на месте ее заложения выкапывается приемок, чтобы под шпиндель станка можно было завести короткий буровой снаряд. Шпиндель станка устанавливают строго под заданным углом при помощи угломера с уровнем. Проверяют горизонтальность рамы станка, надежность крепления рамы станка к фундаменту и станины станка к раме, отсутствие люфта шпинделя во вращателе.
Снаряд для забуривания состоит из породоразрушающего инструмента, короткой колонковой трубы, переходника и ведущей трубы, закрепленной в шпинделе.
При забуривании в мягких породах в качестве породоразрушающего инструмента используется зубчатая коронка-патрубок с вырезанными на нижнем конце зубьями. В породах средней твердости используется коронка, армированная твердыми сплавами. В твердых монолитных породах - алмазная коронка или шарошечное золото.
Забуривание ведут на низшей частоте вращения с пониженной осевой нагрузкой на породоразрушающий инструмент и при ограниченной промывке. После углубления скважины на 3-4 м в ней устанавливают направляющую обсадную трубу, служащую для предохранения устья скважины от размыва и направления изливающейся из скважины жидкости в желоб. Верхний конец трубы расклинивают щебнем с глиной, а при глубоком бурении цементируют в устье скважины. Схема установки направляющей трубы дана на рис. 43.
Для направления ствола скважины, предохранения ее стенок в верхних неустойчивых породах от обвалов и для обеспечения нормальной циркуляции промывочного раствора применяют кондуктор.
Кондуктор устанавливается в тех случаях, когда проектная глубина скважины превышает 250-400 м, и опускается в скважину на глубину 30-150 м.
Бурение твердосплавными коронками
Около 50% всего объема разведочного колонкового бурения осуществляется коронками, армированными твердосплавными резцами. Твердосплавные коронки применяются для бурения горных пород в широком диапазоне от I до VIII и частично IX категории по буримости.
Резцы твердосплавных коронок изготовляют из вольфрамо-кобальтового металлокерамического сплава типа ВК, состоящего из карбида вольфрама и кобальта.
Для бурения используют сплавы ВК-6, ВК-8, ВК-15. Цифра в марке сплава означает процентное содержание кобальта. Остальную часть составляет карбид вольфрама. Чем меньше кобальта в сплаве, тем выше его твердость и износостойкость, но больше хрупкость. С увеличением содержания кобальта повышается вязкость и устойчивость сплава к ударным нагрузкам, но снижается износостойкость. Для коронок применяют резцы различных конфигураций и размеров, с разными углами заострения в зависимости от конструкции коронок.
В пазы или отверстия короночного кольца резцы вставляются припоями так, чтобы они выступали над торцом коронки, перекрывали при работе площадь кольцевого забоя и выступали за наружную и внутреннюю боковые поверхности короночного кольца. Это необходимо для обработки стенок скважины и керна по диаметру. Между резцами по торцу короночного кольца вырезаны промывочные окна, а по наружной поверхности - пазы для прохода промывочной жидкости.
Резцы, которые разрушают забой, называются основными. В некоторых конструкциях коронок в промывочные окна впаивают подрезные резцы, предназначенные только для калибровки стенок скважины.
Закрепленные в короночном кольце резцы рекомендуется затачивать при бурении при бурении пород I-IV категорий по буримости под углом заострения 45-50(, а для бурения пород V-VIII категорий - под углом 55-65(.
Для бурения мягких пород I-IV категорий по буримости применяют ребристые коронки типа М. К боковой поверхности этих коронок приварены 3-4 ребра, армированные твердосплавными резцами. Ребра создают увеличенный зазор между колонковой трубой и стенками скважины, обеспечивая свободный проход промывочной жидкости.
Для бурения малоабразивных пород средней твердости V-VI категорий по буримости применяют твердосплавные коронки типа СМ и СТ.
Для пород абразивных VI-IX категорий применяют самозатачивающиеся микрорезцовые коронки типа СА.
Технологическим режимом бурения называется сочетание параметров, характеризующих процесс работы породоразрушающего инструмента. Основными параметрами режима при бурении твердосплавными коронками являются:
Осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент.
Частота вращения коронки.
Качество и количество подаваемой в скважину промывочной жидкости.
Величина осевой нагрузки обуславливает интенсивность разрушения породы. Нагрузка на коронку (С) принимается из расчета удельной нагрузки на один резец коронки, величина которой зависит от свойств буримой породы, формы и размера основных резцов.
С = С0 m, Н
C0 - удельная нагрузка на 1 резец (от 300 до 1000 Н),
m - число основных резцов в коронке.
Частота вращения бурового снаряда определяется по величине средней окружной частоты вращения коронки, принятой соответственно характеру буримых пород.
n = 60 v / ( D, об/мин
D - средний диаметр коронки, м:
D = Dнар+Dвн / 2
v - рекомендуемая окружная частота вращения коронки.
При бурении трещиноватых и абразивных пород рекомендуется принимать нижние пределы величины окружной частоты вращения инструмента.
Количество промывочной жидкости, которое необходимо подавать в скважину, определяется с учетом скорости восходящего потока Vп и диаметра скважины по формуле:
Q = (/4 (D2-d2) Vп, л/с
D - диаметр скважины, дм
d - наружный диаметр бурильных труб, дм
Vп - скорость восходящего потока в кольцевом зазоре, дм/с
Обычно Vп = 2,5-6 дм/с
При бурении необходимо использовать наивыгоднейшее сочетание основных параметров технологического режима, которое обеспечивает высокие технико-экономические показатели при высоком качестве проведения скважин.
Параметры режима бурения должны устанавливаться с учетом физико-механических свойств буримых пород.
При бурении рыхлых и мягких пород I-IV категорий по буримости резцы твердосплавных коронок быстро разрушают забой скважины. При этом стенки скважины малоустойчивы, а керн легко размывается и разрушается. Для предупреждения стенок скважины от обрушения в процессе бурения необходимо поддерживать непрерывную циркуляцию глинистого раствора. Углубление в мягких породах происходит достаточно эффективно при невысоких значениях осевой нагрузки и частоты вращения коронки.
При бурении пород средней твердости и твердых пород наибольшее влияние на скорость проходки оказывает осевая нагрузка и частота вращения коронки. Необходимо создавать повышенную осевую нагрузку на забой и регулировать ее в соответствии с частотой вращения снаряда. Так, при бурении абразивных пород следует принимать высокую осевую нагрузку и низшие пределы окружной частоты вращения коронки, а бурение в породах средней твердости и твердых породах производить промывкой водой или глинистым раствором.
Лекция 6
Бурение по полезному ископаемому
По полезному ископаемому бурят в следующем порядке:
Определяют контакт пустых пород с полезным ископаемым.
скважину подготавливают для бурения по полезному ископаемому.
Бурят непосредственно по полезному ископаемому.
Отрывают керн и поднимают его.
Вскрытие контактов пустых пород с полезным ископаемым и полезного ископаемого с пустыми породами можно определить по изменению буримости пород и изменению цвета излившейся из скважины промывочной жидкости. Изменение буримости является надежным показателем перехода от вмещающих пород к полезному ископаемому, если они существенно отличаются по физико-механическим свойствам. Изменение цвета изливающейся из скважины промывочной жидкости не совпадает с моментом фактического перехода бурового инструмента из одной породы в другую. Время, требуемое для выноса частиц породы забоя из скважины, зависит от ее глубины, скорости восходящего потока промывочной жидкости и поглощения ее породами.
Перед бурением по полезному ископаемому выполняют следующие мероприятия по подготовке скважины: промывают скважину до полного удаления шлама; извлекают оставшийся керн пустых пород; производят контрольный замер глубины скважины; готовят специальные приспособления для удаления шлама, если опробование ведется по керну и шламу; при необходимости закрепляют стенки скважины обсадными трубами и тампонируют низ колонны; готовят нужный буровой снаряд для бурения по полезному ископаемому в зависимости от группы пород по трудности получения керна.
Бурение по монолитным и слаботрещиноватым полезным ископаемым, не разрушаемым промывочной жидкостью и вибрациями снаряда, производят одинарными колонковыми снарядами с твердосплавными или алмазными коронками при оптимальном технологическом режиме.
Легкорастворимые полезные ископаемые (минеральные соли) и многолетнемерзлые породы проходят одинарными колонковыми снарядами с твердосплавными коронками. При бурении по солям для промывки применяют насыщенные соляные растворы.
Бурение по полезным ископаемым, легко разрушающимся под действием промывочной жидкости, производят с применением специальных двойных колонковых снарядов (ДКС) и качественных глинистых растворов. Режим бурения определяется прежде всего конструкцией снаряда и физико-механическими свойствами буримых полезных ископаемых.
Подъем снаряда с керном полезного ископаемого производится без резких рывков, толчков и ударов.
Способы повышения выхода керна
Основной задачей проведения геологоразведочных скважин является получение керна, полноценного как в количественном отношении, так и в качественном. Керн является наиболее достоверным материалом для получения представления о мощности, глубине и условиях залегания, строении, составе и свойствах пересекаемых скважиной горных пород. Однако, не всегда удается сохранить структуру, а также вещественный состав керна и полностью извлечь его из скважины. Причинами плохого выхода керна являются:
1. Механическое воздействие колонкового снаряда, приводящее вследствие вибрации к разрушению и истиранию керна.
2. Действие на керн промывочной жидкости, размывающей керн или вымывающей некоторые компоненты.
3. Возможность выпадения керна из колонковой трубы во время его извлечения из скважины вследствие плохого заклинивания.
Основными задачами получения представительных керновых проб являются:
1.Защита керна от воздействия потока промывочной жидкости или создание потока, направление течения и слива которого благоприятствуют сохранности керна.
2. Защита керна от механических воздействий вращающейся колонковой трубы.
Надежный отрыв керна от забоя и удержание его в керновой трубе.
Наибольшее распространение для повышения выхода керна и отбора образцов породы при вращательном бурении с промывкой получили двойные колонковые трубы(снаряды) - ДКС. Они включают в себя две концентрически расположенные колонковые трубы, специальную буровую коронку, кернорвательное устройство, систему подвески труб, систему клапанов и других деталей для формирования определенных потоков жидкости. Снаряды для получения керна разделяются на две группы:
1. Работающие с прямой промывкой.
2. Создающие местную (призабойную) обратную промывку.
К первой группе относятся снаряды, при бурении которыми керн не только предохраняется от размыва, но и от истирания.
Снаряды второй группы основаны на том, что при создании в колонковой трубе обратного потока жидкости создаются более благоприятные условия для сохранения керна. Отделяющиеся от керна частицы породы не попадают в этом случае в призабойную зону, где они при прямой схеме промывки разрушаются коронкой и способствуют разрушению керна. Потоком жидкости они поднимаются в верхнюю, не заполненную керном, часть трубы и находятся там во взвешенном состоянии.
Создание призабойной обратной промывки производится при использовании принципа эрлифта и с помощью водоструйных (эжекторных) насосов.
Для извлечения керна обычно приходится поднимать из скважины длинную колонну бурильных труб, развинчивая ее на отдельные свечи и затрачивая много времени. Более целесообразно бурить коронкой с высокой износостойкостью, а керн поднимать в специальной керноприемной трубе канатом с помощью специальной лебедки через бурильные трубы увеличенного размера.
Существует несколько типов двойных колонковых труб (снарядов):
ДКС с вращающимися наружной и внутренней трубами.
ДКС с вращающейся наружной и невращающейся внутренней трубами.
ДКС со съемной внутренней керноприемной трубой.
ДКС, герметизирующий керн.
Колонковые снаряды эжекторного типа.
При бескерновом бурении или при неполном выходе керна для отбора дополнительных проб из стенок скважины применяют боковые грунтоносы. Грунтоносы бывают стреляющие и сверлящие. Принцип действия стреляющего грунтоноса основан на том, что полый боек выстреливается из канала под действием порохового заряда в камере. Полый боек, являющийся пробоотборником, врезается в стенку скважины на ту или иную глубину.
Принцип действия сверлящего грунтоноса заключается в том, что из боковой стенки скважины высверливается образец пород с помощью специального бура с коронкой, расположенного в корпусе грунтоноса. Для этого грунтонос закрепляется в скважине на определенной глубине посредством гидравлических распоров.
С помощью гидравлических пробоотборников скребкового типа осуществляется бороздовый отбор проб мягких полезных ископаемых из стенок скважины.
Методика отбора керна
Существуют следующие случаи получения образцов пород и полезных ископаемых:
1. Взятие образцов твердого полезного ископаемого для его количественной и качественной характеристик (определение мощности залежи, содержание полезного компонента и вредных примесей( и других технологических показателей.
2. Получение монолитов для определения физико-механических свойств пород.
3. Получение образцов жидких и газообразных полезных ископаемых.
В соответствии с характером геологических исследований определяются основные требования, предъявляемые к образцам пород или полезных ископаемых, получаемых при бурении скважины.
Для практических целей размер и масса пробы устанавливаются в зависимости от вида опробования и характера распределения полезных ископаемых.
При геологическом картировании и поисковых работах количество получаемого материала должно соответствовать пройденному интервалу, т.е. выход керна должен быть близок к 100%.
При проведении геологоразведочных работ качество керна должно обеспечивать представительность пробы: образец должен иметь ненарушенную структуру, не быть загрязненным, содержать полезные компоненты.
Поднятый на поверхность керн извлекается из колонковой трубы, обмывается от налипшей породы, после чего он укладывается в ячейки кернового ящика. При этом соблюдается последовательность расположения отдельных кусков керна в колонковой трубе. Керн из колонковой трубы должен извлекаться с соблюдением максимальной осторожности. Не допускается выбивание керна из высокоподвешенной трубы.
Во избежание травмирования при извлечении керна из подвешенной колонковой трубы нельзя поддерживать ее руками снизу. Расстояние от нижнего конца колонковой трубы до пола должно быть не более 0,2 м.
Керновые ящики изготовляются длиной 1 м и шириной 0,5 м или 0,6 м, высота ящика определяется диаметром керна. Керн укладывается в ящик параллельными рядами слева направо так, чтобы конец предыдущего интервала стыковался с началом последующего. В конце каждого интервала укладывается фанерная этикетка, на которой указывается номер скважины, дата, интервал бурения, величина углубления и величина поднятого керна. Если на каком-либо интервале керн не был получен, то нужно вложить в ящик этикетку с указанием отсутствия керна с данного интервала. Ящики закрываются крышками, и делается надпись с указанием порядкового номера ящика, скважины и интервала бурения.
При недостаточном выходе керна в качестве дополнительного материала для опробования служит буровой шлам, который улавливается специальными шламоулавливающими желобами и шламосборниками.
Если из полезного ископаемого керн получить не удалось, прибегают к повторному перебуриванию пласта путем искривления скважины. В этом случае на 10-15 м выше кровли полезного ископаемого устанавливают отклоняющее устройство и, дойдя до кровли полезного ископаемого, повторно перебуривают его, учтя все недостатки первоначального углубления.
Основными условиями получения высококачественного керна при бурении геологоразведочных скважин являются:
1. Составление проектного разреза и наличие его на буровой.
2. Наличие контрольно-измерительной аппаратуры.
3. Подбор и своевременное применение рациональных средств, обеспечивающих получение высококачественных образцов.
4. Соблюдение технологии бурения.
5. Повышение квалификации бурового персонала.
6. Постоянный контроль за выполнением основных требований и рекомендаций по отбору керна.
Большие перспективы для получения высококачественной геологической документации имеет успешно развивающаяся скважинная геофизика. Геофизические методы обеспечивают точное определение глубины смены одной породы другой и мощности полезных ископаемых.
Аварии и осложнения при бурении
Осложнением является нарушение нормального состояния скважины, в результате которого дальнейшее углубление затруднено или должно быть прекращено во избежание возникновения аварии.
К осложнениям относятся обвалы стенок скважины, большое скопление шлама, поглощение промывочной жидкости, образование сальников из глины, желобов на стенках скважины.
Последствиями обвалов являются сужения ствола скважины, сильные прихваты, повышение давления на насосах и возрастание вязкости глинистого раствора. Обвалы наблюдаются при проходке несвязныых и разбросанных пластов, а также пород, разбухающих от действия воды. Борьбу с обвалами производят путем снижения водоотдачи раствора до наименьших возможных величин, утяжеления его и сокращения времени разбуривания обваливающихся пород.
Снижение водоотдачи производят с целью уменьшения проникновения воды в обваливающиеся породы и снижения их набухания. При утяжелении промывочных растворов возрастает гидростатическое давление на стенки скважины.
Поглощение промывочной жидкости бывает частичное и полное. При частичном поглощении часть закачиваемой в скважину жидкости возвращается на поверхность, а часть уходит в проницаемые пласты. Ликвидация частичного поглощения производится путем снижения плотности раствора, повышения его вязкости и статического напряжения сдвига. Для снижения плотности раствора применяется аэрация промывочных растворов с помощью специальных смесителей. В смесителе производится перемешивание промывочной жидкости с воздухом - аэрация, вследствие чего снижается плотность раствора. Борьба с частичным поглощением промывочного раствора производится посредством применения растворов, способных в спокойном состоянии превращаться в студнеообразную массу (тиксотропных). При проникновении такого раствора в поры породы раствор загустевает и происходит закупорка трещин в породе. Для обработки растворов применяются также специальные реагенты: электролиты, защитные коллоиды и поверхностно-активные вещества (ПАВ).
Полное поглощение промывочной жидкости происходит при пересечении пластов галечника, гравия, больших трещин, горных выработок и каверн.
Борьба с полным поглощением производится путем заливки зоны поглощения различными тампонирующими растворами. Для закупорки крупных трещин используют глиноцементные смеси (гельцементы), представляющие смесь тампонажного цемента с глинистым раствором. Гельцемент легко прокачивается по бурильным трубам, а находясь в состоянии покоя за 2-3 минуты образует прочный гель. Однако, время до начала схватывания гельцемента относительно велико, поэтому он не может быть использован для заливки трещин, в которых происходит интенсивное поглощение, и имеют место протоки подземных вод. В таких случаях, а также при катастрофической потере циркуляции промывочной жидкости применяют быстросхватывающие смеси, в состав которых входит тампонажный цемент, глинистый раствор, жидкое стекло, едкий натр и другие компоненты.
Для борьбы с поглощениями применяются также тампонажные смеси, приготовленные на основе синтетических смол. Такие смеси обладают наибольшей плотностью, достаточно хорошим сцеплением с породой, высокой прочностью и широким диапазоном изменения времени твердения.
Для своевременного принятия мер при бурении в осложненных условиях необходим систематический контроль за качеством раствора.
Аварией при бурении называется такое состояние скважины, при котором проходка ее прекращается из-за нарушения нормального производственного процесса.
Наиболее характерными являются аварии:
1. С бурильными трубами - отрыв и развертывание их при бурении, падение при спуско-подъемных операциях.
2. С колонковыми снарядами - развинчивание и оставление в скважине, прихваты и зятяжки.
3. С буровым инструментом - оставление в скважине, разрушение матрицы алмазной коронки, прижог коронки.
4. С обсадными трубами - развинчивание в процессе бурения, падение труб при их спуске, обрыв при извлечении.
5. Связанные с падением в скважину мелких инструментов или посторонних предметов.
Причинами возникновения аварий могут быть:
1. Обвалы стенок скважины в неустойчивых породах, встреча плывунов с большим напором, тектонические нарушения, закарстованность и трещиноватость пород.
2. Использование неисправного или чрезмерно изношенного оборудования, бурильных и обсадных труб, инструментов и принадлежностей.
3. Нарушение правил технологии бурения, работа на параметрах режима, не соответствующего характеру буримых пород.
4. Низкая квалификация буровых мастеров и рабочих, небрежное отношение к уходу за оборудованием.
Во избежание аварий с бурильными трубами необходимо:
1. Вести учет продолжительности работы труб, не включать в колонну трубы различного качества.
2. Следить за состоянием резьбовых соединений, смазывать резьбу графитовой смазкой.
3. Все принадлежности при спуско-подъемных операциях содержать в исправности.
4. Применять в нижней части бурильной колонны утяжеленные бурильные трубы для улучшения передачи нагрузки на буровой инструмент.
Для предупреждения прихватов бурового снаряда в скважине необходимо:
1. Применять промывочную жидкость, соответствующую характеру буримых пород.
2. Не оставлять буровой инструмент на забое без подачи промывочной жидкости.
3. Содержать забой скважины в чистоте, очищая его от шлама.
Для предупреждения развинчивания обсадных труб рекомендуется проверять резьбовые соединения, смазывать их разогретой смолой перед свинчиванием и свинчивать до отказа.
Падение в скважину мелких инструментов и посторонних предметов можно исключить, закрыв устье скважины во время бурения и после извлечения из скважины снаряда.
Необходимо использовать исправный инструмент, не допускать резких остановок и ударов снаряда при спуске.
Глубокие скважины необходимо бурить при исправной контрольно-измерительной аппаратуре.
На каждой буровой установке должен быть набор инструментов для захватывания и извлечения оставленных в скважине частей бурового снаряда, обсадных труб и других предметов. Такой инструмент называется ловильным.
Ловильные метчики служат для ловли бурильных, колонковых и обсадных труб. Метчик посредством резьбы соединяется с бурильными трубами, на которых его опускают в скважину. На нижней конической поверхности метчика нарезана мелкая треугольная резьба, которой метчик соединяется с оставленной в скважине трубой. Для ловли бурильных труб в скважинах большого диаметра метчики оснащаются направляющими воронками.
Колокол ловильный применяется для ловли бурильных труб. На внутренней конусной поверхности колокола нарезана треугольная резьба и профрезерованы продольные канавки. Колокол опускают в скважину на бурильных трубах и вращением навинчивают на ловимую трубу.
Трубоголовка применяется для извлечения из скважины обсадных и колонковых труб. В отличие от метчиков трубоголовка может быть освобождена от захваченной ею трубы, если она не может быть извлечена из скважины.
В случае невозможности извлечения колонковых и обсадных труб из скважины применяют гидравлические труборезы, с помощью которых трубы разрезаются на куски.
Для выбивания снаряда, прихваченного шламом, в скважинах глубиной 100-150 м применяют выбивные бабы массой 50 и 100 кг.
Прихваты бурового инструмента ликвидируются с помощью вибраторов. При неглубоких скважинах применяют поверхностные вибраторы, при глубинах более 150-200 м рекомендуется применять механические и гидравлические забойные вибраторы.
Своевременное обнаружение аварии очень важно для предупреждения ее осложнения. Обрыв бурильных труб может быть замечен по уменьшению крутящего момента, падению давления в нагнетательной линии бурового насоса, по прекращению углубления скважины. При обнаружении обрыва бурение немедленно прекращается, и поднимается верхняя часть оборвавшейся колонны. По нижнему концу поднятой части колонны устанавливают характер обрыва и подбирают ловильный инструмент. Положение и форма верхнего конца оборванного снаряда могут быть определены по отпечатку на аварийной печати. Аварийная печать представляет собой короночное кольцо с деревянной пробкой, торцовая поверхность которой покрыта воском, парафином или мастикой. Ловильный инструмент опускают на бурильных трубах. Не доходя 1-1,5 м до места обрыва, промывают ловильный инструмент и осторожно соединяют его с верхним концом оборванного снаряда. Затем подают в скважину промывочную жидкость для удаления осевшего шлама и пытаются приподнять снаряд при помощи гидравлики станка. После страгивания снаряда с места ввинчивают в него до отаза ловильный инструмент и извлекают из скважины.
При прихвате бурового снаряда первоочередными мероприятиями являются его раскачивание с помощью лебедки или гидравлической системы станка и принятие мер к восстановлению циркуляции промывочного раствора. В случае прихвата снаряда осевшим на него сверху шламом или обвалившейся породой необходимо, восстановив циркуляцию, размыть шламовую пробку. Если циркуляция полностью нарушена, и восстановить ее не удается, размывают завал сверху. Для этого используют колонну обсадных труб. Промывочные трубы по мере размывания шламовой пробки постепенно опускают. После того, как пробка будет размыта, колонковый снаряд извлекают из скважины.
При боковом прихвате или прижоге ликвидацию прихвата осуществляют выбиванием бабой, поверхностным или забойным вибратором.
Если извлечь прихваченный снаряд не удается, развинчивают и поднимают на поверхность всю бурильную колонну. Для этого применяют левый ловильный инструмент - метчик и колокола, опускают в скважину на левой колонне бурильных труб. Дальнейшее продолжение ликвидации аварии зависит от размеров оставшегося в скважине снаряда и условий его нахождения.
Если прихват снаряда произошел на небольшом удалении от места смены диаметра скважины и предыдущий интервал не был закреплен обсадными трубами, производят обуривание аварийного колонкового набора, снарядом, диаметр которого равен диаметру предыдущего интервала бурения, заклинивают его и извлекают на поверхность. Если обуривание невозможно, следует вывернуть или разбурить переходник колонковой трубы и при небольшой ее длине урезать ее в стружку с помощью торцевых фрез, а при значительной длине колонковой трубы - с помощью трубореза. Изрезанный снаряд по частям с помощью трубоголовок или метчика извлекают из скважины.
В некоторых случаях целесообразно после удаления переходника аварийной колонковой трубы продолжать бурение внутри ее снарядом меньшего диаметра. Разбурив керн и углубившись на 5-10 м ниже коронки прихваченного снаряда, спускают в скважину трубоголовку или метчик, соединяются с аварийной колонковой трубой и извлекают ее на поверхность.
Наиболее частый вид аварии с обсадными трубами – отвинчивание низа обсадной колонны. Если обсадные трубы верхней части разъединенной колонны не прихвачены, надо их соединить с помощью направляющего конуса. Опустив верхнюю часть колонны на нижнюю, ее осторожно навинчивают. Когда верхний конец нижней части колонны деформирован, поднимают верхнюю часть колонны. Если нижняя часть сильно прихвачена, ее поднимают посредством трубоголовки и забойного вибратора. Если нижняя часть колонны сильно прихвачена или зацементирована, отвинчивают испорченную трубу левым метчиком и новую верхнюю часть навинчивают на нижнюю. Смятые обсадные трубы выправляют посредством конических фрезеров.
Для извлечения прихваченных обсадных труб из скважины следует применять двойную тягу. Верхняя часть колонны захватывается сверху домкратами, а нижняя снизу трубоголовкой, опускаемой на бурильных трубах. Подъем обсадных труб производят домкратами и лебедкой станка. При вытягивании обсадных колонн эффективно применяются вибраторы.
Работы по ликвидации аварий связаны обычно с большими нагрузками на буровую вышку, подъемные механизмы и другое оборудование. поэтому при аварийных работах необходимо особо тщательное выполнение требований правил безопасности.
Геолого-техническая документация
Основным документом, которым руководствуется бурильщик в процессе сооружения скважины является геолого-технический наряд (ГТН). Перед началом бурения скважины ГТН изучается буровой бригадой, после чего его вывешивают на стене бурового здания. На основании ГТН буровой бригаде выдается наряд-заказ. На буровой ведется следующая документация: буровой журнал, книга осмотров и проверок по технике безопасности. В буровом здании вывешиваются нормы выработки и расценки по категориям пород и интервалам глубины бурения, график планово-предупредительных осмотров и ремонтов оборудования, карта (схема) смазки бурового агрегата.
Перед забуриванием составляются акт готовности буровой установки и эксплуатации и акт на заложение скважины.
Буровой журнал является основным первичным документом, отражающим техническую сторону бурения. На титульном листе журнала указывается номер скважины, дата начала и окончания бурения, проектная и фактическая глубина, начальный и конечный диаметры, направление скважины, интервалы крепления трубами, сведения о контрольных замерах глубины искривления скважины. буровой журнал заполняется повахтно.
После окончания скважины буровой журнал вместе с другими геологическими документами по скважине хранится в деле скважины в фондах организации.
О простоях, осложнениях и авариях в скважине составляются акты. Они используются для анализа и разработки мероприятий по сокращению непроизводительных затрат времени.
Мероприятия по технике безопасности, охране труда
и противопожарной безопасности
Высокая интенсивность производственного процесса должна сочетаться с безопасными условиями труда. Безопасный труд – это не только залог работоспособности трудящихся и экономия средств, но и показатель высокой технической культуры коллектива. Производство буровых работ часто сопряжено с опасностями для здоровья человека.
Увеличение или уменьшение вероятности травмирования находится в прямой зависимости от внимания, которое уделяется эксплуатации механизмов, состоянию рабочего места и выполнению работниками своих обязанностей в соответствии с правилами по технике безопасности.
При производстве буровых работ необходимо руководствоваться “Правилами безопасности при геологоразведочных работах”.
Успешная работа по технике безопасности и охране труда обеспечиваются постоянным обучением рабочих безопасным методам труда, контролем за соблюдением правил безопасного ведения работ, а также выполнением плана профилактических мероприятий по технике безопасности и охране труда.
Руководство буровыми геологоразведочными работами может быть возложено исключительно на лиц, имеющих на это право – инженер, техник, буровой мастер.
Управление буровыми станками, подъемными механизмами, а также обслуживание двигателей, компрессоров, электроустановок должно производиться лицами, имеющими на это право, подтвержденное соответствующим документом.
Все рабочие, как вновь принимаемые, так и переводимые на другую работу, допускаются к выполнению работ только после прохождения инструктажа по вопросам техники безопасности и обучения безопасным методам труда.
Повторный инструктаж всех рабочих по технике безопасности должен проводиться не реже одного раза в полугодие. Проведение обучения и повторного инструктажа должно быть зарегистрировано в “Журнале регистрации обучения и всех видов инструктажа по технике безопасности”.
буровой агрегат должен проверяться в начале смены бурильщиком и периодически, но не реже одного раза в декаду, буровым мастером. Результаты проверки должны записываться бурильщиком в буровой журнал, а буровым мастером в “Журнал проверки состояния техники безопасности”. Обнаруженные неисправности должны устраняться до начала работы.
Запрещается работать при неисправных узлах станка, насоса, двигателей, пусковой аппаратуры, неисправном слесарном, буровом, технологическом и вспомогательном инструменте.
Буровая установка должна быть обеспечена комплектом приспособлений и устройств для безопасного ведения работ и средствами индивидуальной защиты. Особое внимание уделяется ограждению вращающихся частей механизмов и защите от поражения электротоком.
Буровое здание должно быть освещено в соответствии с санитарными нормами, обеспечено умывальником, полотенцами и мылом, бачком для кипяченой воды, аптечкой.
Все рабочие работают только в спецодежде и в защитных касках. Для хранения одежды необходимо иметь специальное помещение или шкаф.
Технологические режимы бурения должны соответствовать указанным в геолого-техническом наряде. Контрольно-измерительная аппаратура должна быть исправна.
В процессе работы систематически проводится проверка состояния техники безопасности.
При использовании в зимнее время печного отопления буровых вышек необходимо серьезное внимание обращать на выполнение требований пожарной безопасности. Пол под печкой и вокруг нее на расстоянии 0,5 м обязательно следует покрывать листовой сталью. Стену здания у печки необходимо оббить стальным листом с асбестовой прокладкой или засыпать песком пространство между листом и стеной. Расстояние от стены до печи должно быть не менее 0,7 м. Печные трубы должны быть выведены выше крыши бурового здания не менее, чем на 1,5 м, а в местах проведения их через деревянные конструкции должны быть обернуты асбестом.
Запрещается применять факелы и другие источники открытого огня для аварийного освещения, а также для разогрева дизельной установки и масляных баков буровых станков.
Лекция 7
Основы роторного, турбинного бурения и бурения электробуром
Общие сведения
Разведочные и эксплуатационные скважины на нефть, газ и воду бурят вращательным способом тяжелыми установками. Бескерновое бурение в зависимости от расположения привода вращения долота подразделяется на:
1. Роторное бурение, при котором привод вращения долота располагается на поверхности и придает вращение долоту через колонну бурильных труб.
2. Турбинное бурение и бурение электробуром, при котором привод движения устанавливается непосредственно в скважине над долотом. Турбинное бурение осуществляется гидравлическим забойным двигателем, называемым турбобуром. Бурение электробуром производится электрическим двигателем - электробуром.
При роторном бурении вращение колоны бурильных труб с долотом производит специальный механизм, устанавливаемый над устьем скважины и называемый ротором.
При турбинном бурении и бурении электробуром долото приводится во вращение от вала забойного двигателя. Колонка бурильных труб при этом не вращается и не испытывает динамических нагрузок, как при роторном бурении.
Роторные буровые установки
Установки для роторного бурения бывают стационарные и передвижные. Стационарные буровые установки предназначены для бурения эксплуатационных и разведочных скважин глубиной от 1000 м и более и диаметрами до 590 мм. Схема стационарной буровой установки роторного бурения приведена на рис. 55. Снаряд состоит из долота 1, турбобура 2, который при роторном бурении не устанавливается, утяжеленных и нормальных бурильных труб 3, соединенных замками 4. Снаряд через ведущую трубу 12 квадратного или шестигранного сечения соединяется с вертлюгом 7. Ведущая труба проходит через отверстие круглого стола ротора 13 и при бурении скважины по мере углубления забоя опускается вниз.
Ротор помещается в центре буровой вышки. Бурильные трубы и ведущая труба внутри полые. Нижняя часть вертлюга, соединенная с ведущей трубой, может вращаться с колонной бурильных труб, а его верхняя часть всегда неподвижна. К отверстию неподвижной части вертлюга присоединяется гибкий буровой шланг 11, через который в процессе бурения закачивается в скважину промывочная жидкость.
Для спуско-подъемных операций служит вышка 14, лебедка 5 и талевая система, состоящая из кронблока, установленного на верхней раме вышки, талевого блока 9, соединенного с кронблоком стальным канатом 8, и подъемного крюка 10, на котором с помощью вертлюга 7 подвешивается бурильный инструмент.
Оборудованием для бурения является ротор 13, лебедка 5 и двигатели 6.
Промывочная жидкость подается в скважину насосным агрегатом, который может состоять из одного, двух или трех буровых насосов 17 и двигателей к ним 18. От насосов промывочная жидкость через нагнетательную линию, вертлюг 7 и колонну бурильных труб поступает на забой скважины, захватывает разрушенную породу и поднимает шлам по кольцевому зазору между бурильными трубами и стенками скважины или обсадных труб 16 на поверхность. Из устья скважины промывочная жидкость направляется в систему желобов 15 и поступает в шламоочистительные устройства, и которых уже очищенная перекачивается в приемный резервуар для подачи снова в скважину.
При турбинном бурении промывочная жидкость вначале поступает в турбобур, приводя его вал во вращение, а затем в долото.
Основными параметрами стационарных установок роторного бурения являются их грузоподъемность, величина крутящего момента и мощность, которыми и определяется возможность использования установки, способной выдержать нагрузки, возникающие при спуске и подъеме бурильных труб и при вращении бурового снаряда. Различают номинальную грузоподъемность, характеризующую способность установки воспринимать нагрузку от массы бурильной колонны, и максимально допускаемую несистематическую грузоподъемность, определяющую возможность безопасной кратковременной нагрузки.
Стационарные буровые установки (БУ) по номинальной грузоподъемности делятся на пять классов: 50, 80, 125, 200 и 300 т. Буровые установки характеризуются также видом привода, взаимным расположением силового привода, насосов и лебедки, типом передач, типом вышки, ее высотой и схемой монтажа.
Для бурения структурно-поисковых скважин глубиной до 3000 м применяют легкие передвижные роторные буровые установки. Грузоподъемность таких установок в пределах 1-50 т, конечный диаметр буровых скважин не превышает 150-200 мм.
Схемы передвижных буровых установок принципиально не отличаются от схем установок для роторного бурения глубоких разведочных и эксплуатационных скважин. Буровые установки для бурения скважин глубиной до 1500 м с грузоподъемностью до 25 т монтируются на автомобильном шасси, тракторах или прицепных платформах. Установки для бурения скважин глубиной до 3000 м и грузоподъемностью до 50 т выполняются из нескольких передвижных блоков, монтируемых на рамах-салазках.
Снаряд для роторного бурения собирают из долота, утяжеленных бурильных труб, колонны бурильных труб с муфтово-замковыми соединениями, ведущей трубы квадратного сечения и вертлюга. Элементы бурового снаряда соединяются друг с другом при помощи переходников, муфт и замков.
В качестве породоразрушающих инструментов применяются шарошечные, лопастные и алмазные долота. Шарошечные долота бывают зубчатые и штыревые твердосплавные. Шарошечное долото состоит из трех секций (лап), на цапфах которых на шариково-роликовых опорах вращаются шарошки с фрезерными зубьями или армированные твердосплавными штырями. При вращении долота шарошки передвигаются по забою и разрушают породу.
В зависимости от свойств пород применяются шарошечные долота различных марок:
Долота марки М, предназначенные для бурения мягких пород.
Долота марки С, для пород средней твердости.
Долота марки Т, для твердых пород.
Долота марки К, для весьма твердых пород.
Алмазные долота применяют для бурения на больших глубинах. Достоинством алмазных долот является большая проходка за рейс, что при больших глубинах дает значительный экономический эффект. Выпускаются алмазные долота диаметром 140, 188 и 212 мм со спиральной, секторной и ступенчатой рабочей поверхностью.
Лопастные долота применяют при бурении вязких, глинистых пород. Трехлопастное долото состоит из корпуса с центральной промывочной насадкой. К корпусу долота 3 приворачиваются три лопасти 1. Разрушение породы производится резанием и размыванием высоконапорной струей, направляемой насадкой 2 по центру скважины.
Ведущие трубы служат для передачи вращения от ротора бурильным трубам и имеют квадратную или шестигранную наружную поверхность. Ведущие трубы выпускаются диаметром 65, 80, 112, 140 и 155 мм.
Бурильные трубы при глубоком бурении несут очень большую нагрузку и изготавливаются из высококачественной стали. Применяют бурильные трубы диаметром 60,3; 60,73; 89; 114; 141 и 168 мм длиной 6,8 и 11,7 м. При бурении трубы соединяются в свечи муфтами, а свечи между собой замками.
Утяжеленные бурильные трубы (УБТ) применяют диаметром 95, 108, 146, 178, 197 и 203 мм длиной 6,8, 12 м. Масса 1 м трубы в зависимости от диаметра от 40 до 192 кг.
Технологический режим роторного бурения устанавливается в зависимости от характера пород геологического разреза и технических возможностей применяемого оборудования.
Режим роторного бурения характеризуется осевой нагрузкой на долото, частотой вращения долота в 1 мин, количеством и качеством подаваемой на забой промывочной жидкости. Величина осевой нагрузки выбирается с учетом типа и диаметра долота, а также в соответствии с физико-механическими свойствами пород. Осевая нагрузка на долото определяется из расчета удельной нагрузки на 1 см его диаметра. Рекомендуется принимать следующие удельные нагрузки на 1 см диаметра долота (в кН):
мягкие породы - 1-2,
породы средней твердости - 2-4,
твердые породы - 3-6,
очень твердые породы - 6-10.
Частоту вращения долота принимают от 90 до 300 об/мин. Частота вращения выбирается в соответствии с характером породы и глубиной скважины. Если порода крепкая и абразивная, частота вращения долота уменьшается, уменьшается она и с увеличением глубины скважины.
Промывка скважины при бурении в устойчивых породах производится водой, в неустойчивых - глинистым раствором. Количество промывочной жидкости, подаваемой на забой, рассчитывается, исходя из скорости восходящего потока 0,6-0,8 м/с и диаметра скважины. В мягких породах интенсивность шламообразования больше, поэтому скорость восходящего потока жидкости должна быть больше, чем для бурения твердых пород.
Турбинное бурение
Турбинным называется такой вид бескернового вращательного бурения, при котором породоразрушающий инструмент приводится во вращение от вала гидротурбины, располагаемой непосредственно над долотом. При этом вся мощность двигателя передается породоразрушающему инструменту. Колонна бурильных труб вращается, поэтому использование гидротурбины (турбобура) дает возможность во много раз увеличить забойную мощность и резко увеличить механическую скорость бурения.
Забойный двигатель - турбобур - представляет собой многоступенчатую турбину осевого типа, работающую в принудительном потоке жидкости. Принцип действия турбобура заключается в преобразовании гидравлической энергии потока жидкости в механическую энергию вращения вала.
Турбобур состоит из вращающейся и неподвижной систем. Вращающаяся система связана с долотом и состоит из вала, рабочих колес турбины и деталей верхней, нижней и средних опор. Неподвижная система состоит из корпуса турбобура, направляющих колес, верхней, нижней и средней опор. Корпус турбины через переходник присоединяется к колонне бурильных труб.
Двигателем турбобура является гидравлическая турбина, состоящая из 100-120 ступеней. Каждая ступень турбины состоит из неподвижного, связанного с корпусом статора и вращающегося ротора, закрепленного на валу турбобура. Статор и ротор имеют одинаковое число лопаток аналогичной формы, но повернутых в противоположные стороны.
Промывочная жидкость, нагнетаемая насосами в бурильные трубы, проходит в корпус турбобура и попадает в направляющие каналы диска статора первой ступени. Этими каналами поток жидкости направляется на лопатки ротора той же ступени, приводя его во вращение. Таким образом, жидкость проходит последовательно все ступени турбины, приводя во вращение вал, и затем через отверстия вала направляется в долото и к забою скважины.
Современные турбобуры развивают мощность 147-184 кВт при 600-700 об/мин и выпускаются диаметром от 104 до 235 мм.
При бурении скважин в пластичных вязких породах и при глубоком бурении более эффективно работают секционные турбобуры. Секционные турбобуры имеют от 100 до 360 ступеней и представляют собой агрегаты, состоящие из соединенных вместе 2-3 турбобуров. Увеличение числа секций повышает мощность турбобуров и улучшает технико-экономические показатели бурения.
Для турбобуров характерны следующие закономерности:
1. Частота вращения вала турбобура изменяется пропорционально количеству подаваемой жидкости.
2. Перепад давления в турбобуре пропорционален квадрату количества прокачиваемой через него жидкости.
3. Мощность турбобура изменяется пропорционально кубу прокачиваемой жидкости.
Следовательно, при уменьшении расхода прокачиваемой жидкости в 1,5 раза мощность турбобура уменьшится в 3,4 раза.
При турбинном бурении осевая нагрузка и частота вращения органически связаны, так что при изменении осевой нагрузки автоматически изменяется и частота вращения. Постепенным изменением осевой нагрузки на долото можно найти такую частоту вращения, при которой мощность и КПД, развиваемые турбобуром, а также механическая скорость углубления скважины достигают максимальной величины. При бурении в твердых породах нагрузка на долото увеличивается, а в мягких уменьшается.
Параметры режима турбинного бурения находятся в следующих пределах:
частота вращения долота, об/мин .........................
400-700

количество промывочной жидкости, л/мин .........
30-50

перепад давления, МПа .........................................
2-8

рабочий момент, Н(м .............................................
1500-3500

мощность, кВт .......................................................
73-221

Механическая скорость при бурении турбобуром в несколько раз больше, чем при роторном бурении. Общее время на бурение скважин снижается в 1,6-2,6 раз по сравнению с обычным вращательным бурением.
Бурение винтовым двигателем
Другим типом забойных двигателей, использующих гидравлическую энергию бурового раствора, являются винтовые двигатели. Винтовые двигатели представляют собой портативную гидромашину с внутренним косозубым зацеплением. Основными их элементами являются ротор 2 и статор 1. Статор 1 объемного винтового двигателя выполнен в виде стального корпуса с привулканизированной резиновой внутренней прокладкой. Ротор стальной. Внутри статора он расположен с эксцентриситетом е. Ротор и статор имеют специально профилированные поверхности по типу зубчатого зацепления, причем ротор имеет число таких выступов меньше. Эти выступы-зубцы по длине расположены по винтовой линии с большим шагом. За счет меньшего числа зубьев и эксцентрического расположения ротора между ротором и статором образуются каналы, замкнутые по длине шага зубьев. Буровой раствор, поступающий под давлением на винтовой двигатель, проходит в каналы между ротором и статором, создает крутящий момент и осевую нагрузку. Осевая нагрузка воспринимается упорным подшипником, а при заторможенном статоре за счет крутящего момента ротор совершает вращательное движение. При вращении ротора области смыкания каналов между ротором и статором перемещаются вниз, обеспечивая тем самым прохождение бурового раствора через винтовой двигатель. Для уменьшения утечек бурового раствора между валом двигателя и корпусом шпинделя помещают сальниковое уплотнение.
Такого типа двигатели имеют ряд преимуществ:
- просты по конструкции и надежны в работе,
- создают высокий крутящий момент при частотах вращения меньших, чем у турбобуров,
- за счет изменения рабочих пар (ротора и статора) создаются возможности изменения в широких пределах величин создаваемого крутящего момента и частоты вращения,
- пониженные частоты вращения и работы при больших осевых нагрузках создают более благоприятные условия отработки шарошечных долот.
Бурение электробуром
При вращательном бурении электробуром породоразрушающий инструмент приводится во вращение электродвигателем, расположенным непосредственно над долотом. В настоящее время применяются электробуры, спускаемые в скважину на трубах.
Электробур представляет собой герметизированный электродвигатель, к валу которого присоединено долото. Электродвигатель установлен в цилиндрическом корпусе, наполненном маслом. Масло защищает обмотки электродвигателя от влаги. Питание электродвигателя электроэнергией осуществляется посредством отрезков трехжильного кабеля с резиновой изоляцией, проложенных внутри бурильных труб. Концы отрезков кабеля заделаны в замковые соединения. При свинчивании бурильных труб в колонну концы кабеля автоматически соединяются. К кабелю электроэнергия подключается с помощью токоприемника, установленного между вертлюгом и рабочей трубой.
Выпускаются электробуры диаметром 170, 215 и 25 мм мощностью от 80 до 230 кВт при частоте вращения вала от 335 до 690 об/мин.
Электробур с долотом опускают в скважину на бурильных трубах. Колонна бурильных труб служит для поддержания электробура, восприятия реактивного момента, подачи к забою промывочной жидкости и размещения в ней токопровода.
Бурение электробуром имеет следующие положительные качества:
1. В 2-3 раза сокращается износ бурильных труб;
2. Меньший расход промывочной жидкости и значительно ниже давление, по сравнению с турбобуром;
3. возможность производить бурение с продувкой скважины;
4. Меньший расход электроэнергии;
5. Возможность контроля параметров режима бурения непосредственно на забое.
Режим бурения электробуром имеет много общего с режимом бурения роторным способом. Частота вращения долота равна 335-690 об/мин в зависимости от типа электробура. Величину осевой нагрузки необходимо выбирать исходя из мощности электробура, обеспечения максимальной скорости, стойкости опор долота и других факторов. Для долот диаметром 190-295 мм осевая нагрузка составляет 120-300 кН. Количество подаваемой промывочной жидкости определяется исходя из скорости восходящего потока 0,6-0,8 м/с и диаметра скважины.
Техника безопасности при роторном, турбинном и электробурении
Применение мощных буровых установок с крупногабаритными и тяжеловесными узлами, использование инструмента больших размеров и массы создают повышенную опасность при бурении эксплуатационных и глубоких разведочных скважин на нефть, газ и воду. Нарушение технологического режима бурения или правил безопасности при пересечении скважиной горизонтов с большим пластовым давлением может привести к выбросам, открытым фонтанированиям, пожарам, ликвидация которых крайне затруднительна.
Персонал, допускаемый к бурению нефтяных и газовых скважин должен быть предварительно проинструктирован и практически обучен необходимым мерам на случай внезапного выброса или сильного газовыделения из скважины. До начала бурения шахтное направление должно быть зацементировано в устье скважины. После спуска в скважину кондуктора на нем устанавливается превентор, с помощью которого при возникновении опасности выброса устье скважины перекрывается.
В процессе бурения скважина постоянно должна быть заполнена буровым раствором, уравновешивающим пластовое давление. При подъеме инструмента из скважины нужно доливать промывочный раствор, не допуская понижения его уровня в скважине.
В случае открытого фонтанирования скважины необходимо прекратить подачу напряжения в силовую и осветительную сеть. Во время действия открытого фонтана работа людей у скважины допускается в исключительных случаях. К этой работе могут быть допущены только специально проинструктированные, снабженные противогазами и соответствующей спецодеждой рабочие. Непрерывное пребывание рабочих в газовой среде должно длиться не более 15 мин и чередоваться с перерывами для отдыха.
Лекция 8
Сверхглубокое и морское бурение
Бурение сверхглубоких скважин
В практике поискового бурения во многих странах мира и у нас в стране происходит значительный рост числа скважин, проводимых на большие глубины.
Бурение сверхглубоких скважин производится с целью поисков промышленной нефтеносности и газовых месторождений, а также позволяет получить данные о нижних горизонтах земной коры.
Бурение сверхглубоких скважин позволяет решить ряд фундаментальных задач, стоящих перед наукой, таких как прогнозирование землетрясений, улучшение интерпретации геологической и промыслово-геофизической информации. Бурение сверхглубоких скважин позволяет получить информацию о поведении и метаморфизме вод, водных растворов и сопутствующих им газов, об энергетическом состоянии глубин Земли для выяснения возможностей использования внутриземной энергии.
Бурение сверхглубоких скважин осуществляется в соответствии с разработанными проектами. Российский проект сверхглубокого бурения на верхнюю мантию Земли предусматривает разбуривание земной коры на материках с целью получения новых данных о нижних горизонтах земной коры. Американский проект сверхглубокого бурения на верхнюю мантию (проект Мохол) предусматривает проходку скважиной океанической земной коры в районе Тихого океана с целью пересечения нижней границы земной коры и вхождения в верхние горизонты подкорковой области.
Проходка скважиной материковой или океанической земной коры для вскрытия верхней мантии Земли является одной из сложнейших задач современной техники и естествознания.
Особенностью сверхглубокого бурения является многоколончатость скважины с различными диаметрами колонн, опускаемых на большую глубину. Ствол скважины должен быть максимально вертикальным, без уступов и должен иметь максимальную устойчивость для сохранения первоначальных геометрических размеров для предотвращения осложнений при спуске колонны.
Конструкция сверхглубокой скважины предварительно проектируется с учетом геологического строения района, в котором закладывается скважина. Конструкция скважины предусматривает следующие колонны:
1. Направляющую колонну устанавливают, когда верхние слои сложены неустойчивыми сыпучими породами. Колонна служит для закрепления устья скважины и отвода промывочной жидкости. Для направляющей колонны используют обсадные трубы диаметром406 мм и более.
2. Кондуктор применяют в качестве основания для оборудования устья скважины, а также для перекрытия толщи неустойчивых водопоглощающих, водоносных пород, залегающих в верхней части разреза. В связи со значительными нагрузками, действующими на кондуктор, его опускают на довольно большую глубину и надежно цементируют. Длина кондуктора колеблется в очень широких пределах от 60 до 100 м, а иногда и более.
3. Промежуточную колонну предназначают для перекрытия сильно осложненных горизонтов, если ликвидация осложнений обычными методами не дает положительных результатов. Для промежуточной колонны используют обсадные трубы с меньшим диаметром, чем для кондуктора. Длина промежуточных обсадных колонн колеблется от 1800 до 5000 м и более.
4. Эксплуатационную колонну опускают, когда предварительными исследованиями установлена продуктивность вскрытых горизонтов. Для эксплуатационных колонн используют обсадные трубы диаметром 178 и 146 мм, а иногда и меньшего диаметра.
В проекте сверхглубокой скважины производится расчет обсадных колонн на растяжение от сил собственного веса, на смятие внешним давлением и на разрыв от внутреннего давления. Для каждой колонны подсчитывается допускаемое снижение уровня жидкости в колонне с учетом прочности цементного кольца.
При бурении сверхглубоких скважин особое внимание уделяется герметичности обсадных труб, спускаемых в скважину, герметичности соединений и созданию соединений, равнопрочных с телом трубы. Обсадные трубы должны подвергаться внутреннему гидравлическому испытанию на давление. Каждая труба, выдержавшая гидравлическое испытание, должна подвергаться проверке по натягу резьбовых соединений. Скорость спуска труб в скважину строго ограничивается для предотвращения смятия обсадной колонны.
Оборудование и инструмент для сверхглубокого бурения
Установки для сверхглубокого бурения выпускает Уралмашзавод. Эти установки позволяют бурить скважины на глубину до 5000-8000 м. Это стационарные установки для роторного бурения. Для бурения скважин глубиной до 5000 м выпускается серия установок: Уралмаш-3Д61, Уралмаш-3Д67 (с дизельным приводом) и Уралмаш-4Э61, Уралмаш-4Э67 (с электроприводом). Для бурения скважины глубиной до 8000 м выпускается установка Уралмаш-300ДЭ, в которой в качестве источника энергии для привода агрегатов используются три дизельных агрегата общей мощностью 4420 кВт, и установка Уралмаш-300Э, где в качестве источника энергии применяются четыре машинных преобразования постоянного тока общей мощностью 4800 кВт.
Для бурения направленной скважины чаще всего используют роторный способ.
В качестве бурового инструмента используют трехшарошечные долота с последующим расширением скважины лопастными расширителями. Бурение скважины под кондуктор, под промежуточную колонну и под эксплуатационную колонну производится как роторным способом, так и турбобурами.
В качестве бурового инструмента применяются шарошечные и алмазные долота.
Алмазные долота секторного типа для бескернового бурения состоят из фасонной алмазсодержащей матрицы, в поверхностном слое которой по определенным схемам размещаются алмазные зерна. Алмазные долота ступенчатого типа для бескернового бурения представляют собой ступенчатый корпус, по горизонтальным площадкам которого расположены алмазосодержащие матрицы. Эти долота имеют увеличенные промывочные каналы по боковой поверхности.
Применяются также трехлопастные и многолопастные алмазные долота. Рабочие элементы этих долот выложены из толстой матрицы, в которой расположено несколько слоев алмазных зерен.
При необходимости получения керна применяются колонковые алмазные долота и специальный колонковый снаряд.
Конструкция колонкового снаряда обеспечивает возможность применения грунтоносов.
Кольская сверхглубокая скважина СГ-3
1. Конструкция скважины.
Направление 10 м, диаметр обсадной колоны 1200 мм. Удлиненный кондуктор опущен до глубины 39 м, диаметр 720 мм. Затем до глубины 2000 м бурили долотом 394 мм и обсадили колонной промежуточной диаметром 325 мм. Промежуточная колонна зацементирована.
Далее была спущена колонна диаметром 245 мм до глубины 2000 м, которая не зацементирована. Бурильные трубы из алюминиевых сплавов. Вес 1 метра погонного трубы 16 кг. Длина свечи 37 м. Скорость спуско-подъема труб 0,32 м/сек. Расход промывочной жидкости 30 л/сек. Давление на насосах 250-260 атм. Бурение велось турбобуром. Нередко был прихват инструмента и низа колонны. В скважине в случае прихвата отрезался турбобур (25-27 м), а инструмент извлекался. Затем нарезался новый ствол по лежачему боку возвратно поступательным способом на половину диаметра долота. Всего было зарезано 6 стволов. Проходка за рейс составляла порядка 8 м. Забой 12065 м в 1986 году. Температура 200(С.

Рассмотрим морское бурение.
Поверхность земного шара только на одну треть является сушей с учетом площади рек и озер. Мировой океан 70,8%. До глубины 200 м шельф континентальный 7,6%. Поэтому, естественно, развитие разведки и разработки полезных ископаемых со дна водоемов (океанов, морей, рек и озер) представляет большой интерес. В частности, запасы нефти в морских районах с глубиной вод до 200 м на начало 1974 г. соответствовали 19 млрд. т или более 22% от общего объема доказанных запасов. Добыча нефти в море в семидесятые годы достигала 510 млн. т. В настоящее время морская добыча выросла в несколько раз. А если учесть, что во многих регионах основная часть ресурсов в пределах суши уже разведана и частично выработана, то очевидна перспективность дальнейших работ по поиску, разведке и разработке морских месторождений.
Морскими месторождениями следует считать не только залежи нефти или газа, залегающие под дном морей, но и под руслами крупных речных водоемов. Так, классическим примером в Пермской области можно считать Полазненское месторождения. Часть площади месторождения находилась под руслом реки Камы и со строительством Камской ГЭС почти все месторождение оказалось под Камским водохранилищем. Скважины пришлось располагать на искусственно созданных островах и вести кустовое наклонно-направленное бурение. Под камским руслом находится Шалашнинское месторождение, но ввиду малых запасов и высокой стоимости морского бурения в настоящее время оно не разрабатывается.
Самое широкое применение морское бурения получило при разведке и эксплуатации морских месторождений Каспия. Ведутся разведочные работы в шельфовых зонах северных морей России и в районе Сахалина.
Поиски, разведка и эксплуатация морских месторождений отличается от обычных земных строительством буровых вышек, а точнее основанием (фундаментом) для них.
В настоящее время для разведки и эксплуатации морских месторождений нефти и газа используют разнообразные типы оснований, которые подразделяются на стационарные, передвижные самоподъемные на домкратах и плавучие.
I. Стационарные основания наиболее часто применяют при небольшой глубине вод до 25-30 м. К ним относятся: 1) искусственные острова, 2) эстакады и основания из крупноблочных секций на сваях.
При добыче нефти и газа на крупных месторождениях за рубежом используют стационарные основания-нефтехранилища с глубиной вод до 150-180 м.
Искусственные острова - это отсыпные сооружения. Они сооружаются в сложных условиях при действии мощных льдов. Искусственные острова возводят следующим образом. Строят вал из мешков с песком, или из гравия, или из бетонных блоков. Вал круговой. Внутреннюю часть вала заполняют донными осадками, после уплотнения которых строится площадка под буровую установку. Гравийно-бетонный вал иногда образуют вокруг баржи, на которой установлено все буровое оборудование. Пространство между баржой и валом также заполняют донными осадками.
Основания на сваях могут быть индивидуальными при большой глубине моря и соединяться эстакадами при меньшей глубине.

Общий вид буровой установки на сваях:
1, 2, 3 - три опорных блока
4, 5 - секции основания
6 - блок бытовых помещений
7 - опорный блок бытовых помещений


Основные несущие части основания буровой - опорные блоки 1-3 представляют собой пространственные конструкции, состоящие из телескопических опор, связанных фермами, диагональными тягами и распорками.
Отдельные буровые связаны между собою и берегом эстакадами и образуют единую транспортную систему.
Для разработки нефтяных и газовых месторождений при глубинах вод 100-180 м используют гигантские стационарные основания из стальных конструкций, закрепляемых на дне моря с помощью забивных свай, а также железобетонные и комбинированные основания гравитационного типа, удерживающиеся на дне под действием собственной массы. Такие основания используют для бурения группы наклонно направленных скважин до 48 скважин и их эксплуатации. Одновременно основания такого типа имеют емкости для хранения нефти объемом до 160-180 тыс. м3.
Фирма “Шелл” (США) построила для разработки месторождения Бран в Мексиканском заливе основание, напоминающее по внешнему виду пирамиду с усеченной вершиной. Глубина вод в этом районе составляет 130 м, а масса основания 35-40 тыс. т. Строительство основания связано с большими трудностями по транспортированию отдельных узлов, а также их установке и монтажу. По-видимому, данный вариант конструкций такого типа является предельным.
Наиболее перспективным по конструкции является основание “Кондип”. Оно устанавливается на дно моряна все время эксплуатации месторождения. Устойчивость сооружения обеспечивается большой массой нижней части основания. Сооружение основания начинается в сухом доке с монтажа стальной опалубки и бетонирования нижней части основания. После наращивания боковых секций на высоте до 6 м док заполняют водой, и дальнейшее строительство проводят на плаву. Готовое основание буксируют на плаву в район промысла. При транспортировании и сооружении основания его осадку регулируют заполнением цилиндрических емкостей водой. Погружение основания на дно осуществляется закачиванием балластной воды в камеры кессона. Такая платформа установлена в море при глубине вод 120 м. Ее подводная часть составляет 80 м, а общая высота 200 м. Цилиндрические секции хранилища имеют высоту 45 м и размещаются на площади, имеющей форму круга диаметром 90 м. Площадь основания для размещения технологического оборудования составляет 4000 м2. С него можно пробурить до 48 скважин. После эксплуатации месторождения основанию можно обеспечить плавучесть, заменив балластную воду воздухом, и перемесить его на другое место.
Основания комбинированного типа могут быть изготовлены быстрее за счет совмещения нижней бетонной части и стальной опорной фермы. Их можно собирать в единое целое на месте изготовления или на месте установки.
Фирма “Чикаго бридж энд айрон” разработала проект стационарного основания башенного типа, которому обеспечивается плавучесть в верхней части. Основание рассчитано на бурение 40 скважин при глубине вод 412 м. Особенностью основания является использование соединительного узла опоры основания и четырехгранной металлической фермы. За счет такой опоры основание может наклоняться под действием морского течения и поворачиваться вокруг своей оси. К дну моря оно крепится 40 сваями, которые забивают через ноги фермы.
Для разведки и оценки месторождений, расположенных в районах с глубиной вод до 30-100 м, реже 120-130 м, используют самоподнимающиеся на домкратах основания. Они состоят из плавучего понтона (баржи)с выдвижными опорами, которые опускают на дно и на них приподнимают понтон над уровнем вод. В нижней части опоры имеют опорные плиты, предохраняющие их от чрезмерного вдавливания в дно.
В понтоне имеются шахтные стволы (обычно три, реже четыре), внутри которых перемещаются опоры. Опоры в сечении трех- или четырехгранные, внутри полые. Одна из полостей опор оснащена зубчатой рейкой для подъема и спуска.
С увеличением глубины вод при разведке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений становится экономически невыгодно использовать стационарные и самоподнимающиеся основания. Поэтому стали использовать плавучие буровые основания. К ним относятся полупогружные платформы и буровые суда. Для проведения структурно-поискового колонкового бурения одиночных скважин строительство стационарных оснований также нецелесообразно. Простейшим типом плавучих оснований для бурения неглубоких структурно-поисковых скважин при небольшой глубине вод во внутренних водоемах являются реконструированные самоходные баржи, которые закрепляются на точке бурения сваями.
Полупогружные основания для бурения нефтяных и газовых скважин состоят из понтонов, на которых укреплены стоянки, несущие палубу и надводные постройки. В зависимости от числа понтонов и стоек разработано большое число полупогружных оснований. Их фиксирование над скважиной производится якорной системой или системой динамической стабилизации. Основание, представленное на рис..., состоит из трех понтонов, расположенных по углам равностороннего треугольника со стороной 80 м. Они жестко связаны стояками и системой раскосов с палубой в виде приплюснутого диска. Наружный диаметр палубы 71 м, ее высота в центре 9 м. Понтоны имеют диаметр центральной части 14 м и общую длину 52 м. Диаметр колонн-стоек 9-12 м при длине 25 м. Осадка при бурении соответствует погружению колонн на 13 м . Самоходность, система динамической стабилизации и большой запас горючего и материалов придают таким основаниям большую автономность в работе.
Программой освоения морского бурения полупогружные основания предназначаются для бурения эксплуатационных скважин кустовым способом,а буровые суда - для бурения отдельных разведочных скважин.
Одним из наиболее удачных является буровое судно “Пеликан”. Оно оснащено якорной и динамической системами стабилизации и предназначено для бурения скважин глубиной до 5000 м. при глубине вод до 600 м. Длина судна 150 м, высота буровой вышки 73 м. Оно способно работать в течение не менее 3 месяцев без пополнения запасов горючего и материалов. Система динамической стабилизации обеспечивает с высокой точностью за счет автоматического поперечного и продольного перемещений нахождение оснований над скважиной.
Техника безопасности при морском бурении
Бурение скважин с поверхности воды, с плавучих и придонных (неподвижных) установок имеет свои особенности. Для обеспечения безопасности необходимо учитывать эти особенности и при проведении буровых работ предусматривать дополнительные мероприятия по предупреждению возможных аварий и травмирования людей.
Плавучие буровые установки должны быть ограждены перилами высотой не менее 1,2 м. Доступ к границам, трюмам, люкам, выходам, противопожарным и спасательным средствам на установке должен быть всегда свободен. Буровая установка должна в ночное время освещаться сигнальными огнями, выставляемыми с таким расчетом, чтобы они были видны на расстоянии не менее 500 м.
Каждая установка должна иметь спасательные принадлежности: круги и нагрудники для каждого работающего члена бригады. Все работающие на плавучей установке должны уметь плавать, знать свои места и обязанности на случай тревоги, а также правила спасения утопающих.
Плавучие установки перед выходом для бурения на новой точке должны быть осмотрены и приняты комиссией. Запрещается передвижение установки во время тумана. Грузоподъемность установки должна отвечать условиям работы и применяемому оборудованию. Корпус установки должен содержаться в состоянии, обеспечивающем безопасность работы.
Установки должны быть расчалены, а также иметь якоря на цепях, соответствующих грузоподъемности установки. Применяемые канаты должны иметь не менее шестикратного запаса прочности.
При установке должна постоянно находиться дежурная аварийная лодка. Между берегом и буровой установкой должна быть надежная сигнализация. При бурении с понтонов и спаренных вельботов установка должна иметь рабочую площадку размером не менее 4х4. Высота вышки или мачты при этом определяется из расчета устойчивости.
При бурении с пароходов на корме или на носу парохода должна устанавливаться рабочая площадка размером не менее 2,5х2,5 м.
Грузоподъемность плавучих оснований должна отвечать условиям работы и применяемому оборудованию.
При ведении буровых работ в море необходимо руководствоваться “Временной типовой инструкцией по безопасному ведению морских геологоразведочных работ”. Положения инструкции требуют выполнения ряда важных условий:
а) серьезной организационной и технической подготовки перед началом морских поисковых работ;
б) прохождение исполнителями работ специального медицинского обследования с получением санитарного паспорта моряка;
в) проведения специального инструктажа по технике безопасности ведения морских геологоразведочных работ, проверки умения пользоваться средствами спасения, плавания и т.п.;
г) усвоения исполнителями действий в опасных ситуациях на судах и плавучих средствах, используемых при ведении конкретных работ.
Лекция 9
Специальные работы в скважине
Бурение наклонно направленных скважин
Искусственное искривление скважин обычно необходимо для бурения скважин: в жилых и промышленно развитых районах, в заболоченной местности, с побережья под дно моря, эксплуатационных скважин со стационарных оснований на море, для эксплуатации пластов с крутым падением. При бурении скважин на твердые полезные ископаемые искусственное искривление скважин применяют для сокращения объема бурения при разведке крутопадающих залежей.
Для искривления скважин используют отклоняющие средства (отклонители). Отклонители компонуются совместно с турбобурами. При роторном бурении искусственные искривления практически не производят.
В качестве отклоняющих устройств при турбинном бурении используют компоновки бурильной колонны с кривой трубой, кривым переводником, эксцентричным ниппелем и отклонителем типа Р-1.
Кривая труба изготовляется из обычной бурильной трубы. Угол изгиба составляет 3-5( и должен находиться на расстоянии не более 1,5 м от нижнего конца колонны. Обычно используют бурильные трубы диаметром 145 и 168 мм. Кривую трубу применяют для искривления скважины, если заданный темп искривления не превосходит 3( на 100 м проходки, а общая величина искривления не превосходит 20(. Такие ограничения вызваны недостаточной жесткостью кривой трубы.
Большую жесткость и практически независимость величины искривления от осевой нагрузки обеспечивает применение кривых переводников. Наиболее рациональная кривизна переводников 31-2(, а длина 0,3-0,8 м. Такие переводники применяют для набора искривления до 45( с интенсивностью искривления до 5( на 100 м проходки.
Наиболее устойчивыми с постоянной интенсивностью искривления бывают компоновки, в которых используют эксцентричный ниппель вала турбобура. Конструктивно он выполнен в виде односторонней накладки, охватывающей половину круга поверхности ниппеля, которая к нему приварена. Концы накладки сверху и снизу скошены, чтобы облегчить спуск и подъем компоновки в скважину. Толщина накладки максимальная в центре до 5 мм и уменьшается к концам.






кривая труба






кривой
переводник






эксцентричный
ниппель






отклонитель Р-1

Её выбирают в зависимости от требуемого темпа набора кривизны. Эксцентричный ниппель применяют для набора искривления до 45(, а в компоновке с коротким турбобуром до 90( с интенсивностью искривления более 5( на 100 м проходки.
Довольно часто применяют отклонитель Р-1, в котором искривление достигается за счет нарезки резьб в обычной утяжеленной бурильной трубе под углом к оси трубы. Эти перекосы на резьбах обоих концов выполнены с равной интенсивностью и в одну сторону. Их применяют практически для набора искривлений до 90( и более. Темп набора угла искривления постоянен и практически не зависит от параметров режима бурения.
Для получения резких искривлений в компановках иногда применяют комбинации, например, турбобура с эксцентрическим ниппелем и кривым переводником.
Кроме использования перечисленных выше отклонителей для бурения наклонно направленных скважин в последнее время особенно широко и успешно стали применять искривленные забойные двигатели – секционные турбобуры и электробуры. В секционных турбобурах искривление достигается за счет перекоса осей секций друг относительно друга. Корпуса секций соединяются кривыми переводниками с перекосом, достигающим 1,5-2(, а валы секций - посредством муфт. Таким образом обеспечивается несоосная передача крутящего момента между секциями. В электробурах искривление достигается использованием кривых переводников выше и ниже корпуса электробура.
В колонковом бурении на твердые полезные ископаемые забойные двигатели, обеспечивающие вращение, не используются, а разбуриваемые породы имеют большую твердость. Поэтому применяют средства искривления, отличающиеся от применяемых в бурении нефтяных и газовых скважин. Основными средствами искривления в твердых горных породах являются комплекты снарядов СНБ-КО диаметром 89,73 и 57 мм и снаряды ТЗ диаметром 73 и 57 мм.
Комплект снарядов СНБ-КО состоит из ступенчатого снаряда, снаряда отклоняющего и снаряда плавного искривления. Ступенчатый снаряд служит для централизованного забуривания в забое скважины цилиндрического углубления. Он состоит из бурильной трубы, переводников и шламовой трубы закрытого типа, короткой колонковой трубы, переводника расширителя и породоразрушающего инструмента. Цилиндрическое углубление забуривают на глубину 20-30 см. После этого производят подъем снаряда.
Далее производят спуск снаряда СНБ-КО. Он состоит из корпуса и снаряда для отбуривания. Корпус представляет собой клин-ложок, нижняя часть которого скошена и к ней приварена косынка, армированная твердым сплавом, и втулку. Снаряд для отбуривания состоит из алмазного или шарошечного долота, удлинителя, шарнира, переводника, бурильной трубы уменьшенной жесткости и переводника. Корпус соединен со снарядом для отбуривания штифтами.
После спуска и ориентирования снаряда его опускают на забой, создают нагрузку, под действием которой срезаются штифты. Корпус снаряда при этом раскрепляется в забуренном углублении. После этого производят отбуривание скважины на глубину 0,8-1,5 м снарядом для отбуривания. Следующие рейсы производят снарядом для плавного искривления. Этот снаряд состоит из двух частей, соединенных шарниром. Снаряд состоит из долота, переводников расширителей и патрубков, изготовленных из коротких отрезков колонковой трубы. За счет подбора и изменения в нескольких рейсах длин патрубков искривление скважины делается плавным.
Для плавного искривления применяют также отклоняющие снаряды ТЗ. Снаряд ТЗ состоит из статора и ротора и породоразрушающего инструмента.

В процессе бурения создается нагрузка на статор, клиновой ползун выдавливается и упирается в стенку скважины и отклоняет весь снаряд. Искривление около 1( на 1 м проходки.




Одной из наиболее ответственных операций при искусственном искривлении является ориентирование отклонителей на забое. Для этой цели используют несколько способов и приборов.
Наибольшую точность ориентации обеспечивает применение переводника с магнитом и инклинометра. Сущность этого способа заключается в том, что в плоскости искривления помещается постоянный магнит, на который и ориентируется магнитная стрелка инклинометра. Магнит располагается в специальном переводнике. Магнитный переводник состоит из корпуса, магнитного тела, бронзовой втулки и центровочного кольца. Инклинометр спускают через бурильные трубы. В магнитном переводнике инклинометр занимает центральное положение, проходя в отверстия втулки, и фиксируется в магнитном переводнике. А дальше производят замеры. Определяют положение плоскости искривления, направление искривления по отношению к странам света и зенитный угол. Замер повторяют трижды, приподнимая инклинометр перед каждым замером на 10-20 м и опуская его на прежнее место.

Ориентирование средств искусственного искривления можно производить инклинометром без магнитного переводника, используя немагнитные трубы (4-8 м).



В этом случае, кроме ориентирования, получают азимут и угол наклона ствола скважины около забоя. Для этих целей используют инклинометры ЗИ-1, ЗИ-2 и ЗИ-1М, имеющие один и тот же принцип работы.
ЗИ-1 (забойный инклинометр-1).
Кустовое бурение нефтяных и газовых скважин
Кустовое бурение скважин заключается в том, что с целью сокращения времени на монтажно-демонтажные и подготовительные работы устья скважин группируют на одной небольшой площадке. При бурении эти скважины искривляются таким образом, чтобы они пересекли продуктивный горизонт в соответствии с геологической сеткой разработки месторождения.
Для сокращения затрат на строительство фундамента под вышку часто расстояние перемещения на другую скважину осуществляется на длину стороны квадрата основания вышки. Это позволяет использовать два фундамента под ноги вышки.
Разработаны конструкции самопередвижных установок. Буровая установка как бы расчленена на две части – подвижную и стационарную. Это позволяет перемещать со скважины на скважину не все оборудование, а только ту его часть, с помощью которой осуществляется проходка стволов скважин, т.е. буровую вышку, приемный мост, ротор и лебедку с соответствующим приводом. Для передвижения оборудования от скважины к скважине его устанавливают на железнодорожные тележки. Эти тележки передвигаются по рельсам, которые монтируются на специальном настиле из брусьев.
Передвижение оборудования в пределах куста производят на расстояние 3 м с помощью буровой лебедки. При этом затрачивается всего 20-30 мин.
Двуствольное бурение скважин является дальнейшим развитием кустового бурения и является по существу скоростным способом строительства куста из двух скважин. Способ двуствольного бурения заключается в том, что одним комплектом бурового оборудования и инструмента буровая бригада бурит две наклонно направленные скважины. При этом устья скважин располагают на расстоянии 1,5 м друг от друга. Технология бурения следующая:
Пока одна скважина находится в бурении, на другой производят вспомогательные работы, подготавливают компоновку низа бурильных труб и другие работы. После углубления одной скважины в другую спускают компоновку низа бурильного комплекта (КНБК), далее последнюю свечу бурильных труб из первой скважины спускают во вторую. Таким образом, осуществив подъем бурильных труб из одной скважины, завершают их спуск в другую и производят бурение второй скважины. Затем процесс повторяют уже в обратном порядке.
Для проведения двуствольного бурения используют и специальное оборудование, а именно: сдвоенный ротор, перемещающийся кронблок и буровую вышку с измененными размерами верхнего основания.
Сдвоенный ротор состоит из двух обычных роторов, которые располагают один параллельно другому, но смещены от центра нижнего основания вышки на 0,75 м. Один ротор смещен в сторону мостков, другой в сторону лебедки. Включение и выключение роторов производят с пульта бурильщика. Предусмотрена последовательная работа одного из роторов.
Перемещающийся кронблок состоит из четырех узлов: кронблока, подкронблочной рамы, ползунов и механизма перемещения с приводом. Предусмотрено управление перемещения кронблока с пульта бурильщика.
Применяют буровую вышку башенного типа, размеры верхнего основания которой составляют 2х3 м. Кронблок устанавливают по центру вдоль длинной стороны.
При двуствольном бурении создается возможность совмещения практически всех операций. Одна из скважин может быть зацементирована или находиться в ожидании затвердевания цемента, другая – в бурении; в одной скважине может производиться инклинометрия или каротаж, а в другой – бурение и т.д. В целом при двуствольном бурении значительно повышается производительность труда, интенсивнее используется буровое оборудование, повышается объем проходки на буровую бригаду и снижается стоимость бурения 1 м скважины.
Недостатком двуствольного бурения является увеличение времени бурения каждой скважины, особенно увеличивается время ликвидации осложнений и аварии. При эксплуатации скважин возникают трудности их обвязки, так как устья находятся близко друг от друга.
Лекция 10
Охрана окружающей среды при геологоразведочных работах
Охрана окружающей природной среды и рациональное использование ее ресурсов, в частности недр, - одна из главных проблем нашего времени. В геологоразведочном процессе охрана окружающей среды включает комплекс организационных, технико-технологических и научно-исследовательских работ по рациональной системе поисков, разведки и эксплуатации полезных ископаемых. Исходя из требований охраны окружающей среды, применяются мало- и безотходные технологии, основанные на принципе рециркуляции природных ресурсов, используются средства экологической защиты, эффективные системы контроля и прогноза состояния природной среды и земных недр. Принцип минимализации экологического ущерба должен лежать в основе природоохранной работы.
За последние годы в стране принят ряд важнейших законов по проблемам охраны окружающей среды, в которых регламентируется порядок отвода земельных участков, права и обязанности пользователей недр, требования к защитным мероприятиям в процессе геологоразведочных работ.
Считается, что отрицательное воздействие геологоразведочных работ на природную среду может быть и не столь велико, как некоторых других производств, но в ряде случаев эта деятельность приносит значительный ущерб.
В Пермской области большое количество геологоразведочных предприятий. Среди геологических подразделений Пермской области геологоразведочные и нефтегазодобывающие предприятия акционерного общества Пермнефть-Лукойл ввиду специфики производственной деятельности относятся к основным загрязнителям окружающей природной среды и недр территории области. Территория деятельности ОАО Пермнефть-Лукойл составляет 17335 тыс. га и эта территория постоянно испытывает интенсивную техногенную нагрузку. За время деятельности предприятий пробурено более 13000 глубоких поисково-разведочных, параметрических и эксплуатационных скважин. Кроме этого пробурено и ликвидировано более 16000 структурных и структурно-параметрических скважин глубиной от 500 до 1000 метров. Проложено 12785 км технологических трудопроводов. Построено 600 групповых газозамерных установок, 119 дожимных насосных станций с производительностью 155000 м3/сут. Смонтированы 52 кустовые насосные станции в системе поддержания пластового давления с производительностью 170000 м3/сут. 13 установок по первичной промысловой подготовке нефти с суммарной производительностью 32300 м3/сут. 6 установок по обессоливанию нефти с производительностью 19800 м3/сут. 8 мощных компрессорных станций. Общий объем неутилизированных попутно добываемых углеводородных газов в 1991 году составил 50290 тыс. м3. На добывающих предприятиях постоянно или периодически работает (горит) 83 факельные установки по сжиганию технического газа.
Велика и динамическая нагрузка технологических процессов нефтедобычи на земные недра. Плотность глубоких скважин на некоторых площадях достигает 11 скважин на 1 км2 при максимальной глубине 4558 м.
За весь период существования нефтегазодобывающей промышленности в Пермской области из недр по состоянию на начало 1993 года добыто 446 078 212 тонн нефти. На начало 1998 г. – около 500 млн. т. Кроме этого добыто 565 199 883 тонн воды.
За этот же период в недра для поддержания пластового давления в продуктивных пластах закачано 1 483 267 379 м3 воды.
В призабойных зонах некоторых нагнетательных скважин давление превышает гидростатическую нагрузку, так как давление на устье таких скважин достигало 15-20 Мпа. Поэтому гидродинамические градиенты на интенсивно разрабатываемых месторождениях очень велики.
Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу в 1991 году, составило 76900 тонн, в том числе 1600 тонн твердых веществ.
Годовой прирост нарушенных земель составил 1474 га.
Естественно, что все это негативно отразилось на экологической обстановке территории деятельности нефтяных предприятий.
Основные негативные последствия производства геологоразведочных работ могут быть сведены к следующим.
Атмосферный воздух: загрязнение выхлопными газами двигателей транспортных, технологических и энергетических машин, факелами, сжигающими технический и попутный газ. Утечка сероводорода из некачественно ликвидированных скважин.
Загрязнение атмосферного воздуха происходит воздухом, выдаваемым из подземных горных выработок, а также газо-пылевое загрязнение при взрывах, производимых в открытых горных выработках и при строительстве дорог и промышленных площадок. Загрязнение атмосферы минеральной пылью происходит при ветровой эрозии отвалов и поверхностей открытых горных выработок.
Водная среда: загрязнение промывочной жидкостью при бурении разведочных скважин; загрязнение при некачественном ликвидационном тампонаже разведочных скважин; загрязнение водами, выдаваемыми из подземных горных выработок. Например, загрязнение реки Косьва в г. Губаха шахтными водами. Загрязнение водой среды при водной эрозии отвалов. Например, в г. Березники.
Земная поверхность: нарушение почвенно-растительного покрова при бездорожном наземном транспорте, строительстве и ремонте временных автотранспортных дорог и промплощадок. Нарушение при проведении открытых горных выработок, при размещении отвалов. Нарушения при строительстве скважин. Загрязнение буровым шламом и породой временных отвалов.
Загрязнение атмосферного воздуха
Загрязнение атмосферного воздуха при геологоразведочных работах признается не столь существенным по сравнению с тем загрязнением, которое производится при разработке месторождений. Так, из подземных горных выработок шахт и рудников в атмосферу Земли ежегодно поступает около 0,2 млн. т пыли. При взрывах даже средней мощности на рудных карьерах одновременно выбрасывается на значительную высоту до 100-200 тонн пыли.
Для сокращения промышленного загрязнения атмосферы при геологоразведочных работах целесообразно применение следующего комплекса мероприятий: более широкое использование электроэнергии, реализация энергии рек и ветра, эксплуатация технологических машин и передвижных компрессоров с электроприводом, частичная замена пневматических, горнопроходческих машин на электрические. При эксплуатации транспортных и технологических машин с двигателями внутреннего сгорания необходимы мероприятия по нейтрализации выхлопных газов до выхода их в воздушную среду путем каталитического окисления вредных компонентов. Кроме того, требуется нормализация режимов работы двигателей, достигаемая при улучшении качества транспортных трасс.
В число мероприятий по снижению вредных выбросов в атмосферу входит совершенствование технологии взрывных работ, в частности, использование “малогазовых” ВВ с нулевым кислородным балансом и учет погодных условий.
Помимо газовых выбросов в атмосферу поступает большое количество минеральной пыли, основными источниками которой при геологоразведочных работах являются следующие:
- поступление воздуха из открытых и подземных выработок;
.- эксплуатация дорого, не имеющих твердого покрытия;
-пылевыделение с породных отвалов.
Снижение интенсивности пылеобразования при производстве горных работ в открытых горных выработках и на породных отвалах достигается за счет увлажнения пород, пылеподавления и пылеулавливания.
Водная среда
Существенное влияние оказывают геологоразведочные работы на водную среду. При разведочном бурении и проведении горных выработок вода используется в качестве активного агента для разрушения, упрочения, перемещения и увлажнения пород. Помимо этого в разведочных скважинах и горных выработках обычно присутствует вода, поступающая из окружающих пород и с поверхности. Такие воды называются технологическими и сопутствующими. Они в большей или меньшей степени загрязнены и в свою очередь становятся загрязнителями поверхностных и подземных вод. Еще одним источником загрязнения являются воды, стекающие с породных отвалов, – это атмосферные воды, загрязняемые в процессе эрозии пород.
При бурении разведочных, гидрогеологических и инженерно-изыскательских скважин количество и загрязнение сопутствующих вод зависит от геологических и гидрогеологических характеристик толщи пересекаемых скважинами пород, параметров скважин и в относительно небольшой мере от географических и климатических условий. Количество используемой технологической воды и ее загрязнение зависят от способа бурения, параметров скважин, состава и концентрации ингредиентов промывочных жидкостей и, наконец, от способа и интенсивности промывки. Промывочные жидкости могут содержать целый комплекс химических компонентов: щелочные соли, лигносульфоновые и гуминовые кислоты, щелочные электролиты, сульфанафтеновые кислоты, нейтральные или кислые соли и многое другое.
В процессе бурения ионы этих соединений, попадая в пересекаемые скважиной водоносные пласты, загрязняют подземные воды. По окончании бурения при удалении промывочной жидкости из скважины эти компоненты загрязняют поверхностные водоемы.
Далеко не всегда, даже используя специальные меры, такие как обсадку скважин, тампонж, цементацию, удается избежать перетока вод между водоносными пластами, который приводит к изменению химического состава подземных вод и обводнению разведуемого или эксплуатируемого месторождения.
Загрязнение сопутствующих вод при проведении горноразведочных выработок определяется по существу теми же факторами, что и при бурении скважин. При небольших разведочных выработках количество сопутствующих вод, как правило, невелико. В процессе проведения разведочных горных выработок технологическая вода расходуется в небольших количествах для промывки шпуров, а также для орошения и туманообразования в целях пылеподавления. Загрязняются эти воды дисперсионными породными частицами и некоторыми химическими реагентами, вводимыми в промывочную жидкость в виде растворов, антифризных добавок и поверхносто-активных веществ. Сточные воды геологоразведочных процессов загрязняются также отходами горюче-смазочных материалов.
При незначительном количестве и кратковременности проведения работ, бурения неглубоких скважин, проходке мелких шурфов и канав, сточные воды практически не оказывают существенного влияния на загрязнение водоемов и водотоков, а иногда просто рассредотачиваются на локальных участках поверхности, увлажняя почвенный слой и испаряясь. В других случаях сброс сточных вод осуществляют в ближайшие поверхностные водоемы или применяют оборотное водоснабжение с очисткой воды.
В процессе буровых и горных работ спонтанно или преднамеренно в локальных масштабах меняется распределение подземных и поверхностных вод. Грунтовые и пластовые воды в больших или меньших количествах выдаются на поверхность, изменяя водный режим в районе проведения работ, что приводит к отрицательным последствиям – обезвоживанию используемых ранее водоисточников, деградации растительного покрова и др.
Изменение физико-химических характеристик и режимов природных вод при разведке и разработке месторождений приводит к сокращению запасов природной для использования воды, затрудняет водоснабжение, вызывает снижение плодородия почв, деградацию растительного покрова и даже деформацию ландшафтов.
Негативные последствия могут иметь локальный характер или распространяться на значительные расстояния от места производства горных работ.
Мероприятия по снижению отрицательных последствий, связанных с выдачей загрязненных сточных вод из разведочных скважин и выработок, шахтных и карьерных вод, заключается в очистке этих вод и снижении их количества.
При бурении разведочных скважин применяется замкнутая система водоснабжения: поступающая из скважины вода подвергается очистке и вновь подается на забой скважины.
С целью исключения негативного влияния на окружающую среду сточных технических вод на буровой площадке сооружают шламовые амбары. Один для сбора буровых сточных вод и отработанных буровых растворов, второй – для сбора ливневых и талых вод. Конструкция шламового амбара должна исключать фильтрацию загрязняющих компонентов через его дно и стенки. Очистка буровых сточных вод проводится с целью их повторного использования в системе оборотного водоснабжения или в порядке подготовки к депонированию. Сброс даже очищенных буровых сточных вод на рельеф местности не допускается.
В процессе бурения скважин имеют место флюидоперетоки из пласта в пласт из-за технико-технологических или гидрогеологических причин. Вторжение в любой элемент геофильтрационной системы инородной по химическому составу жидкости приводит к нарушению естественного гидрохимического режима с негативными экологическими последствиями, которые проявляются или немедленно, или через какое-то иногда очень отдаленное время. Так, проникновение пресных и маломинерализованных вод в нижнепермские отложения, где условия сульфат-редукции благоприятные, способствует образованию сероводорода. Это приводит к снижению качества изоляции пластов, увеличивается вероятность загрязнения сероводородом среды жизнедеятельности людей, появляются межпластовые перетоки, порча или потеря питьевых источников, и негативые экологические последствия нарастают прогрессивно. Избежать таких последствий возможно правильно выбранной конструкцией скважины и качественно проведенным тампонажем или цементированием обсадной колонны.
Нарушение земной поверхности
Нарушения земной поверхности при геологоразведочных работах в ряде случаев весьма значительны. Они связаны, в частности, с использованием территорий, отведенных под промплощадки буровых и горно-разведочных работ; территорий расположения транспортных коммуникаций, баз, территорий, используемых для жилищных и производственных сооружений.
Пагубные воздействия на земную поверхность выражаются, в первую очередь, в разрушении почвенно-растительного покрова при сооружении и эксплуатации транспортных трасс и промышленных площадок. При осуществлении геологоразведочных работ сезонно или круглогодично по многочисленным маршрутам различной протяженности автомашины, трактора и вездеходы перевозят грузы и персонал поисковых и разведочных партий. В малонаселенных и удаленных районах объем автомобильно-тракторных перевозок особенно значителен, и осуществляются они по временным дорогам или без каких-либо транспортных трасс. Сооружение каждой автомобильной или тракторной дороги связано с временным изъятием из фонда сельскохозяйственных, лесохозяйственных или других земель того или иного участка. Нарушения, связанные с транспортными мероприятиями, весьма ощутимы, потери земель очень велики, а восстановление их требует солидных материальных затрат и занимает много времени.
Существенный урон наносит проведение буровых работ. По существующим нормам для работы одной буровой установки при проходке скважины до глубины 100 м отводится участок площадью 1200 м2. При бурении скважин глубиной до 2000 м буровой установкой УКБ-7 площадь участка составляет 3500 м2. В условиях горного рельефа эти нормы увеличиваются. Помимо этого происходят нарушения естественных ландшафтов местности, на которых производятся геологоразведочные работы. Это выражается в образовании впадин в результате проходки открытых горных выработок. Или образованием возвышенностей, возникающих на отвалах (терриконы). Снижение указанных нарушений достигается тщательным выбором видов транспортных связей и дорожных трасс с учетом конкретных географических условий; оптимизацией процессов сооружения, эксплуатации и ремонта дорожного полотна; выбора транспортных машин, обеспечивающих наибольшую сохранность дорожного полотна; выбора наиболее благоприятных периодов для осуществления транспортных мероприятий; проведением восстановительных работ.
Мероприятия по снижению негативных последствий устройства и эксплуатации производственных площадок включают удаление и складирование всей ценной в биологическом отношении почвы, сооружение специальных покрытий, препятствующих попаданию загрязнений в почвенный слой, проведение восстановительных работ после окончания бурения. Существенное сокращение нарушения земной поверхности может быть достигнуто за счет уменьшения количества буровых площадок при использовании кустового бурения.
Все нарушенные в процессе геологоразведочных работ земли должны быть восстановлены. Работы по восстановлению земель разделяют на два этапа: техническую (или горно-техническую) рекультивацию и биологическую рекультивацию.
Техническая рекультивация заключается в подготовке земель для последующего целевого использования в народном хозяйстве и производится геологоразведочными организациями.
Биологическая рекультивация состоит в реализации мероприятий по восстановлению биологических свойств, в частности, плодородия земель, осуществляемых после горно-технической рекультивации. Она производится последующими землепользователями.
В горно-технической рекультивации в зависимости от назначения рекультивируемых площадей я:
1) сельскохозяйственное,
2) лесохозяйственное,
3) строительное,
4) водохозяйственное,
5) рекреационное,
6) санитерно-гигиеническое,
сводящиеся к консервации нарушенных земель, рекультивация которых для использования в народном хозяйстве экономически неэффективна.
Почти все производственные процессы горно-технической рекультивации заключаются в перемещении значительных масс горных пород (включая почвы) и связаны с выполаживанием откосов, отвалов, бортов карьеров , планировкой верхней поверхности отвалов и т.д.
В настоящее время в стране действуют основы земельного законодательства, в которых определены принципы, задачи, правила охраны и рационального использовния недр.
В них сформулированы основные требования к геологическому изучению недр:
1. Рациональное, научно-обоснованное направление и эффективность работ по геологическому изучению недр.
2. Полнота изучения геологического строения недр, горно-технических, гидрогеологических и других условий разработки разведанных месторождений, строительства и эксплуатации подземных сооружений, а также объектов, не связанных с добычей полезных ископаемых.
3. Достоверность определения количества и качества запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и содержащихся в них компонентов. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых.
4. Ведение работ по геологическому изучению недр методами и способами, исключающими неоправданные потери полезных ископаемых и снижение их качества.
5. Размещение извлекаемых из недр горных пород и полезных ископаемых, исключающее их вредное влияние на окружающую среду.
6. Сохранение разведочных горных выработок и буровых скважин, которые могут быть использованы при разработке месторождений и в иных народнохозяйственных целях, и ликвидация в установленном порядке выработок и скважин, не подлежащих использованию.
7. Сохранение геологической и исполнительно-технической документации, образцов горных пород и руд, керна, дубликатов проб полезных ископаемых, которые могут быть использованы при дальнейшем изучении недр, разведке и разработке месторождений полезных ископаемых, а также при пользовании недрами в целях, не связанных с добычей полезных ископаемых.
В законодательстве определены основные права и обязанности пользователей недр. Установлено, что пользователи недр имеют право и обязаны пользоваться недрами в соответствии с целями, для которых они предоставлены. Наряду с другими обязанностями пользователи недр должны обеспечить:
1. Полноту геологического изучения, рациональное комплексное использование запасов полезных ископаемых и охрану недр.
2. Охрану атмосферного воздуха, земель, лесов, вод и других объектов окружающей природной среды, а также зданий и сооружений от вредного влияния работ, связанных с использованием недр.
3. Сохранность заповедников, памятников природы и культуры от вредного влияния работ, связанных с пользованием недр. При этом следует иметь ввиду, что редкие геологические обнажения, минералогические образования, палеонтологические объекты и другие участки недр, представляющие особую научную или культурную ценность, могут быть объявлены заповедниками, либо памятниками природы или культуры.
4. Приведение земельных участков, нарушенных при пользовании недрами, в состояние, пригодное для использования их в народном хозяйстве.
5. Охрану месторождений полезных ископаемых от затопления, обводнения, пожаров и других факторов, снижающих качество полезных ископаемых и промышленную ценность месторождения или осложняющих их разработку.
6. Предотвращение загрязнения недр при подземном хранении нефти, газа и иных веществ и материалов, захоронении вредных веществ и отходов производства в сбросе сточных вод.
В случае нарушений приведенных требований пользование недрами может быть ограничено, приостановлено или запрещено органами государственного надзора или другими специально уполномоченными государственными органами в порядке, установленном законодательством.
На защиту и восстановление земельных участков, предоставленных геологоразведочным предприятиям и организациям во временное пользование, должны быть составлены и утверждены проекты и сметы, предусматривающие следующие мероприятия:
подготовительные до процесса бурения,
по охране в процессе бурения скважины,
по восстановлению земельных участках.
Подготовительные мероприятия должны включать в себя:
1. Установление мест складирования растительного и почвенного слоев или грунтов, подлежащих выемке.
2. Удаление плодородного слоя почвы в местах загрязнения нефтепродуктами и другими жидкостями, химическими реагентами, глиной, цементом и другими веществами, ухудшающими состояние почвы, и его складирование.
Охранные мероприятия в процессе бурения скважины заключаются в следующем:
1. При наличии подземных грунтовых вод, водоносные горизонты обязательно должны перекрываться обсадными трубами в целях предохранения от загрязнения и заражения.
2. Попутные воды очищаются на фильтровальной установке от взвешенных частиц и примесей нефти. В зависимости от концентрации растворенных солей и других примесей они либо вывозятся и утилизируются, либо очищаются и депонируются.
3. Самоизливающиеся скважины должны быть оборудованы регулирующими устройствами.
4. Слив использованного промывочного раствора и химических реагентов в открытые водные бассейны и непосредственно на почву запрещается.
5. Загрязнение почвы горюче-смазочными материалами не допускается.
Мероприятия по восстановлению земельных участков предусматривают проведение рекультивации, т.е. комплекса мероприятий, направленных на восстановление земельных отводов, нарушенных производственной деятельностью, для дальнейшего землепользования.
Должна проводиться горно-техническая и биологическая рекультивация. Она включает в себя подготовку освобождающейся от буровых работ территории для дальнейшего землепользования.
Биологическая рекультивация предполагает мероприятия по восстановлению плодородия нарушенных земель, их озеленению и возвращению в сельскохозяйственное и лесное пользование.
Проектирование и проведение работ по рекультивации осуществляется в соответствии с инструкциями или техническими условиями, согласованными с местными сельскохозяйственными, лесохозяйственными или водохозяйственными органами.
ВОПРОСЫ
для подготовки к экзамену по “Техническим средствам разведки”
1. Скважина и ее элементы. Классификация способов бурения.
2. Ручное ударно-вращательное бурение. Ударно-канатное бурение.
3. Вращательное шнековое бурение. Вибрационное бурение. Бурение методом задавливания.
4. Общие сведения о колонковом бурении.
5. Промывка и продувка скважин.
6. Тампонирование и цементирование скважин.
7. Технологический инструмент колонкового бурения. Вспомогательный инструмент для спускоподъемных операций.
8. Буровые установки, насосы, силовой привод, буровая вышка.
9. Технология колонкового бурения. Конструкция скважин.
10. Бурение твердосплавными коронками.
11. Бурение алмазными коронками.
12. Сверхглубокое и морское бурение. Техника безопасности при морском бурении.
13. Методы отбора керна и способы повышения выхода керна.
14. Аварии и осложнения при бурении.
15. Геолого-техническая документация.
16. Роторное, турбинное бурение и бурение электробуром
17. Мероприятия по охране труда, технике безопасности и противопожарной безопасности.

Литература
1. Юшков А.С., Серик Е.Л. Бурение геологоразведочных скважин. М.: “Недра”, 1976.
2. Пешалов Ю.А. Бурение нефтяных и газовых скважин. М.: “Недра”, 1980.
3. Советов Г.А., Жабин Н.И. Основы бурения и горного дела. М.: “Недра”, 1980.
ПРОГРАММА
курса “Технические средства разведки”
Бурение разведочных скважин
1. Общие сведения о бурении скважин
Скважина и ее элементы
способы разрушения горных пород при бурении
классификация способов бурения
удаление продуктов разрушения при бурении
виды промывочных жидкостей.
2. Бурение неглубоких скважин без промывки
общие сведения
ручное ударно-вращательное бурение
ударно-канатное бурение
вращательное шнековое бурение
вибрационное бурение
бурение методом задавливания
3. Колонковое бурение
общие сведения
промывка и продувка скважин
тампонирование скважин
4. Технологический инструмент
вспомогательный инструмент для спуско-подъемных операций
буровые установки для колонкового бурения
насосы для промывки скважин
силовой привод буровых установок
буровые вышки и мачты
5. Технология колонкового бурения
конструкция скважин
бурение твердосплавными коронками
бурение алмазными коронками
бурение дробовыми коронками
6. Бурение по полезному ископаемому
методы отбора керна
способы повышения выхода керна
аварии и осложнения при бурении
геолого-техническая документация
мероприятия по технике безопасности, охране труда и противопожарной безопасности
7. Основы роторного, турбинного бурения и бурения электробуром
общие сведения
роторные буровые установки
турбинное бурение
бурение электробуром
техника безопасности при бурении
8. Сверхглубокое и морское бурение
бурение сверхглубоких скважин
оборудование и инструмент для сверхглубокого бурения
бурение в море и океане
технические средства для морского бурения
техника безопасности при бурении
9. Специальные работы в скважине
искривление буровых скважин
приборы для измерения искривления скважин
торпедирование скважин
10. Мероприятия по охране недр








Заголовок 1 Заголовок 2 Заголовок 3 Заголовок 4 Заголовок 5 Заголовок 615Основной текст с отступомОсновной текст с отступом 2( Гербарий ПГУC:\Бурение.doc Гербарий ПГУC:\Бурение.doc Гербарий ПГУC:\Бурение.doc Гербарий ПГУC:\Бурение.doc Гербарий ПГУC:\Бурение.doc Гербарий ПГУC:\Бурение.doc Гербарий ПГУC:\Бурение.doc Гербарий ПГУC:\Бурение.doc Гербарий ПГУC:\Бурение.doc ј г¬® .І.=C:\Мои документы\MOI-DOK\Кафедра\Техника разведки\Бурение.doc
·
·
·
·
·. . .

Приложенные файлы

  • doc 8845248
    Размер файла: 428 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий