Розвідувальне буріння: особливості, обладнання. Помічник бурильника експлуатаційного та розвідувального буріння

Експлуатаційно-розвідувальне буріння – діяльність, спрямована на пошук сировини в надрах землі. На початку 19-го століття у Франції таким способом вели пошук води. У 50-ті роки цього ж століття з допомогою розвідувального буріння шукали нафту.

Суть процесу

Сьогодні буріння розвідувальних свердловин здійснюється потужним і складним обладнанням. Для руйнування породи використовується спеціальне долото. Воно приєднується до бурильним трубам. У процесі розвідувального буріння долото зношується, відповідно, його потрібно змінювати. Для цього колона труб піднімається наверх, знімається зношений елемент, накручується новий. Після цього вся колона опускається в надра землі знову.


Долото має більший діаметр, ніж труби. Після його проходження крізь шар породи між нею і трубою залишається зазор. За допомогою потужних насосів подається бурильний розчин у труби. Він опускається спочатку вниз, а потім по затрубному простору піднімається вгору. Нагорі його очищають від породи і знову закачують у свердловину. Ці роботи виконують кваліфіковані фахівці – бурильники експлуатаційно-розвідувального буріння . Зрозуміло, на одному об'єкті працює ціла бригада.

Удосконалення технології

У 1922 р. радянським інженером Капелюшниковим був запропонований новий метод розвідувального буріння – турбінний. На дно свердловини опускався двигун, за рахунок якого оберталося долото. Завдяки цьому нововведенню відпала необхідність приводити в рух всієї колони труб, що істотно економив енергію. Згодом метод турбінного розвідувального буріння багаторазово удосконалювався. Сьогодні турбобур являє собою складний агрегат, довжина якого близько 10 м. Кожна щабель машини оснащується 2 дисками з профільованими лопатками. Один з них – статор. Він нерухомо закріплюється в корпусі агрегату. Другий – обертовий ротор. У рух турбобур наводиться за рахунок бурового розчину, який нагнітається в свердловину під тиском. Він вимиває залишки породи і очищає роторні лопатки.


На кожній секції агрегату розвивається порівняно невелика потужність. Однак сукупної сили досить для руйнування навіть самих твердих порід.

Буровий розчин

Його якістю приділяється підвищена увага. Буровий розчин виконує кілька функцій. В насамперед він піднімає уламки зруйнованої породи на поверхню. Крім того, за рахунок нього турбобур приводиться в обертання, охолоджується долото. Раніше в якості бурового розчину виступала вода. В даний час вона не використовується. Обумовлено це наступним. Вода дійсно здатна виносити зруйновану породу на поверхню. Однак у разі зупинки процесу всі уламки почнуть осідати вниз. Через деякий час вони заповнять міжтрубний простір. В результаті все обладнання залишиться під уламками породи. Витягнути агрегат практично неможливо. Все це спричинить серйозні фінансові втрати, оскільки вартість машини і її елементів становить кілька мільйонів рублів. Щоб уникнути таких ситуацій використовується спеціальний глинистий розчин на основі глиняного порошку. Він не дозволяє породі осідати у разі призупинення буріння. Після відновлення процесу шлам (зруйнована порода) знову піде вгору.

Складності

При бурінні в надрах можуть бути різні пласти (нафтові, водяні, газові). Одним з ключових умов процесу є забезпечення їх недоторканності. Припустимо, пробурено 4-кілометрова отвір діаметром 30 див. Звичайна герметизація зверху призведе до дуже небезпечних наслідків. З різних пластів суміші почнуть заповнювати простір. Потім з пласта, в якому саме високий тиск, речовини будуть проникати в інші рівні. Вони, в свою чергу, можуть містити водяні пласти, близькі до поверхні. У результаті нафта або газ будуть проникати в озера і річки, міські водосховища.

Рішення проблеми

Щоб запобігти такі наслідки, у процесі буріння стовбур свердловини заповнюється буровим розчином. Він перешкоджає проникненню фракцій зустрічаються пластів в утворений простір. Але щоб цього домогтися, необхідний розчин певної щільності, а він сам не повинен проникати у пласти.

Помічник бурильника експлуатаційного та розвідувального буріння

Як говорилося вище, в бурінні бере участь кілька робітників. До складу бригади входять не тільки висококваліфіковані бурильники, але і допоміжний персонал. Помічник бурильника:

приймає участь в процесі;

запускає установку під контролем бурильника;

виконує верхові роботи при спуско-підйомних операціях;

бере участь в укладанні обсадних і бурильних труб;

готує і обробляє розчин;

запускає, зупиняє насоси, контролює їх роботу, рівень промивної рідини;

визначає і усуває несправності, виробляє заміну зношених елементів насосів.

В обов'язки працівника входить участь у ліквідації аварій і ускладнень.

Вимоги до кваліфікації

Помічник бурильника повинен знати:

техрегламенти по технології буріння, організацію робіт;

основні геологічні характеристики родовищ;

особливості технологічного процесу нафто-та газовидобутку, видобутку інших корисних копалин;

технічні характеристики і пристрій інструментів, обладнання, механізмів, правила їх використання.

Оскільки в обов'язки працівника входить і обслуговування агрегатів, то він повинен знати правила приготування, очищення, обробки розчинів, основні їх фізико-хімічні параметри, правила підготовки труб до спуску, схеми установки для буріння, інструкцію з експлуатації противовибросового обладнання.