В каких сферах хозяйственной деятельности используется бурение скважин на Украине?
Точечный доступ вглубь земли, обеспечиваемый бурением скважин (http://бурение-скважин.org/), бывает необходимым для различных целей:
- Получение инженерно-геологической информации. Инженерное бурение скважин на Украине осуществляется повсеместно и проводится перед проектированием любого строительного объекта. Цель инженерного бурения заключается в ознакомлении с механическими свойствами верхнего уровня земной коры (грунтового слоя), выяснении гидрогеологических характеристик местности.
- Геологическая разведка недр с целью поиска ценных минеральных ресурсов.
- Эксплуатация месторождений полезных ископаемых. Некоторые виды ископаемых ресурсов (нефть, природный газ, газовый конденсат, пресные и минеральные подземные воды, растворимые в воде соли) наиболее рационально добывать из-под земли именно с помощью методов, предполагающих бурение и строительство эксплуатационных скважин.
- Обеспечение ведения технологических процессов. Целевое назначение некоторых скважин состоит в исполнении технологических функций, необходимых для обслуживания процесса добычи минерального сырья, производства продукции, обеспечения нормальной эксплуатации инженерных сооружений. В число скважин, бурение и строительство которых осуществляется в таких целях, входят дренажные, наблюдательные, водонагнетательные, вентиляционные и т. п.
- Выполнение строительных операций. При проведении некоторых земляных работ для строительства оптимальным решением часто является не выкапывание углублений в земле с помощью землеройной техники, а бурение скважин буром необходимого диаметра. Способом бурения создаются отверстия в грунте для строительства буронабивных свай, погружения в него столбов или других цилиндрических строительных конструкций.
Направление бурения скважин обычно является вертикальным или близким к такому. Но уже достаточно хорошо отработаны технологии бурения под наклоном, горизонтального бурения, бурения с неоднократным изменением профиля скважин с глубиной.
Способы, которыми можно проводить бурение скважин
Длительная история бурового дела привела к изобретению многочисленных и разнообразных инструментов, а также механических устройств для бурения, давших начало развитию различным способам бурения скважин. С учетом особенностей поставленной буровой организации задачи, горно-геологических и других природных условий местности, наличия того или иного бурового оборудования, бурение может проводиться многими способами.
В зависимости от механизма удаления с забоя разбуренной горной породы (бурового шлама) способы бурения делятся на:
- бурение с промывкой ствола скважины водой или специальным буровым раствором;
- бурение с продувкой скважины струей воздуха;
- бурение, скважин шнековым буром (при этом способе шлам поднимается на поверхность вращающейся винтовой колонной труб).
Подразделение видов бурения по физическому способу воздействия на забой скважины с целью разрушения породы:
- механическое бурение скважин буром различной конфигурации;
- гидродинамическое бурение, за счет энергии водной струи, размывающей забой и таким образом углубляющей скважину;
- термическое бурение – разрушение горной породы под действием высокой температуры, создаваемой на конце бурильной колонны;
- электрофизическое бурение, когда порода разрушается силой, возникающей в результате мощных разрядов электрического тока;
- химическое бурение, возможно в химически активных горных породах, которые способны разлагаться при воздействии на них специально подобранных реагентов.
Подавляющее большинство скважин, бурящихся на Украине, проходятся механическим способом, который, в свою очередь, подразделяется на:
- ударный (ударно-штанговый и ударно-канатный), подразумевающий повторяющийся сброс породоразрушающего инструмента на забой с некоторой высоты;
- гидро- или пневмоударный, с помощью механизма, напоминающего отбойный молоток;
- вращательный (разрушающее горную породу усилие создается нагрузкой веса бурового инструмента на вращающийся бур);
- ударно-вращательный (сочетающий воздействие на забой скважины ударов и вращающейся нагрузки);
- вибрационный (внедрение в грунт происходит за счет скоростной вибрации бура).
Вращательное бурение, которое наверно наиболее широко представлено во всех сферах деятельности, использующих буровые технологии, также имеет свои разновидности:
- роторную (буровой инструмент приводится во вращение роторным механизмом, расположенным на поверхности земли);
- турбинную или винтовую (бур вращается забойным двигателем, получающим и преобразующим энергию давления бурового раствора);
- электробуровую (в призабойную компоновку включается электрический двигатель, являющийся основным силовым приводом).
Какой бы ни был избран способ бурения и строительства скважины, в любом случае бурение будет оставаться сложным техническим процессом, требующим соблюдения строгой производственной и технологической дисциплины, нарушение которой может привести к осложнению или аварии, вплоть до необходимости ликвидации неоконченной скважины.
