Бурение скважин


Установка оборудования для вращательного (роторного) бурения скважин.
Установка оборудования для вращательного (роторного) бурения скважин.

С незапамятных времен нефть собирали с поверхности нефтяных луж; там, где ее требовалось больше, рыли колодцы и из них черпали нефть ведрами. Все глубже приходилось рыть колодцы, и тогда этот промысел становился опасным: в колодцы просачивались газы и легкие пары нефти, — и люди гибли от удушья. Но вот на смену колодцам пришло ударное бурение.

Первая в мире скважина для добычи нефти была пробурена в 1848 г. в Баку, а в 1855 г. на р. Ухте была пробурена вторая скважина.

При ударном бурении специальным долотом, укрепленным на конце штанги, разрушали породу. Воротом наматывали на барабан канат и поднимали штангу с долотом, а затем сразу сбрасывали. Долото с силой ударяло в породу и дробило ее.

Но ударное бурение было неудобным, медленным — за год едва удавалось пробурить скважину глубиной 200 м. Появился новый способ бурения — вращательное бурение. Установленный наверху двигатель непрерывно вращал долото, укрепленное на конце прочной стальной трубы. Скважина при этом высверливалась. По мере углубления долота трубу наращивали. Для удаления разбуренной породы к долоту по трубе непрерывно качали глинистый раствор. Он выносил на поверхность разбуренную породу и одновременно штукатурил стенки скважины. Это предохраняло их от обвала; отпала необходимость спускать в скважину во время бурения обсадные трубы. Для удобства сборки и разборки буровых труб над скважиной устанавливают вышку высотой до 40 м и более.

Вращательное бурение позволило не только резко увеличить скорость проходки, но и бурить скважины большой глубины. Однако и у этого способа были недостатки. Ведь одновременно с долотом приходилось вращать огромную колонну труб длиной до 5 тыс. м и весом до 200 Т. От трения о стенки скважины трубы быстро изнашивались и нередко бывали случаи, когда вся колонна труб обрывалась. Извлечь оборвавшуюся колонну труб — трудная задача. Зачастую приходилось прекращать работу и начинать бурение на новом месте.

Турбобуром можно производить наклонно направленное бурение.
Турбобуром можно производить наклонно направленное бурение.

В 1922 г. бакинский инженер М. А. Капелюшников (впоследствии член-корреспондент Академии наук СССР) впервые в мире предложил применять для бурения нефтяных скважин турбобур. Теперь этот способ бурения получил широкое распространение. На конце бурильных труб устанавливают гидравлическую турбину с долотом. По бурильным трубам под большим давлением закачивается глинистый раствор, который и вращает турбину с долотом. Долото дробит породу, а раствор одновременно очищает скважину, штукатурит стенки, цементирует трещины и при вскрытии газоносного пласта своим давлением предупреждает аварийные выбросы и фонтанирование.

При турбинном бурении вращается только долото. Опасность износа и обрыва труб при этом способе устраняется, а скорость бурения значительно увеличивается. Этому способствуют также сверхпрочные современные долота.

Турбобур позволил вести наклонно направленное бурение, бурить скважины под зданиями, под топкими болотами и под дном моря в прибрежной полосе. Большую часть скважин в нашей стране бурят турбобурами. Советские турбобуры считаются самыми совершенными в мире агрегатами для глубокого бурения.

В последние годы разработано и успешно внедряется электробурение. Вместо турбины с колонной труб в скважину опускают электромотор специальной конструкции, к которому крепят бурильный инструмент. Электробур позволяет еще больше увеличить скорость бурения.