Библиотека

1.2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О БУРЕНИИ СКВАЖИН

Бурением скважин называется совокупность работ по проведению в горных породах выработок круглого сечения. Эти работы выполняются специальными техническими средствами (буровыми установками и инструментами) без доступа человека внутрь этих выработок.

Бурение скважин, как любая техническая отрасль знания, подразделяется на технику и технологию бурения.

Буровой скважиной называется цилиндрическая горная выработка, имеющая диаметр во много раз меньше ее глубины.

Диаметр буровых скважин изменяется от 16 до 1500 мм, а в некоторых случаях, как, например, при бурении под шахтные стволы - до 8-10 м. Естественно, что при бурении разведочных скважин бурение осуществляется гораздо меньшим диаметром с целью уменьшения массы буровых установок и инструмента, увеличения скорости бурения и удешевления работ на разведку данного месторождения полезных ископаемых. Самой глубокой скважиной в мире, расположенной на территории России, является Кольская сверхглубокая скважина СГ-3, глубина которой достигает 12 250 м. Бурение скважин может производиться с заменой поверхности из подземных горных выработок, с поверхности водоемов (рек, озер, морей и океанов) и даже с поверхности других планет (например, с Луны).

ЭЛЕМЕНТЫ БУРОВОЙ СКВАЖИНЫ

К элементам буровой скважины относятся (рис. 1.1):

устье скважины 1 - начало скважины, т.е. место пересечения ее с земной поверхностью горной выработки;

рис. 1.1. Элементы буровой скважины:
1 - устье; 2, 9 - сплошной и кольцевой забой соответственно; 3 - стенки; 4 - обсадные колонны; 5, 6 - ствол скважины, соответственно не обсаженный и обсаженный трубами; 7 -ось скважины; 8 - керн; 9 - забой кольцевой; D₁, D₂, D₃ - диаметры интервалов скважины; d_1Н, d_1В, d_2Н, d_2В - диаметры обсадных труб наружные (н) и внутренние (в); d_x - диаметр керна; L₁, L₂ - глубины обсаженных интервалов скважины; L₃ - общая глубина скважины

забой скважины 2 - дно буровой скважины, перемещающийся в результате воздействия породоразрушающего инструмента на породу;

стенки скважины 3 - боковые поверхности буровой скважины;

обсадные колонны 4 - колонны соединенных между собой обсадных труб, концентрически расположенные в скважине и предназначенные для крепления стенок скважины. Если стенки скважины сложены из устойчивых пород, то в скважину обсадные колонны не спускаются;

ствол скважины 5 - пространство в недрах земли, занимаемое буровой скважиной;

ось ствола скважины 6 - воображаемая линия, соединяющая центры поперечных сечений буровой скважины.

По способу разработки забоя бурение скважин разделяется на бескерновое (сплошное) и колонковое.

Бескерновое бурение - бурение, при котором горная порода разрушается по всей площади забоя.

Колонковое бурение - бурение, при котором горная порода разрушается по кольцевому забою с сохранением керна.

Керн - колонка породы, образующаяся в результате кольцевого разрушения забоя скважины. От слова «колонка» произошло и наименование колонкового бурения.

Керн после выбуривания отрывают от забоя, поднимают на поверхность с целью его исследования геологами, составления геологического разреза и изучения элементарного состава породы для последующего подсчета запасов данного месторождения.

Пространственное положение буровой скважины в недрах земли определяется следующими факторами:

координатами центра устья скважины X, Y , Z ;

направлением бурения скважины;

зенитным углом (или углом наклона) скважины;

азимутом скважины;

глубиной.

По направлению буровые скважины подразделяются на следующие типы:

вертикальные - направленные вертикально вниз;

наклонные - направленные вниз под углом к вертикали;

горизонтальные - направленные горизонтально;

восстающие вертикальные - направленные вверх по вертикали (из горных выработок);

восстающие наклонные - направленные под углом к вертикали вверх (из горных выработок).

"Разведочное бурение" / А.Г. Калинин, О.В. Ошкордин, В.М. Питерский, Н.В. Соловьев, "Недра" М 2000

Вернуться в списку статей