Билет №4. 1. Классификация буровых скважин по целевому назначению.

1. Классификация буровых скважин по целевому назначению.

По целевому назначению буровые скважины классифицируют на три основные категории: геологоразведочные, эксплуатационные и технические.

Первая категория - геологоразведочные скважины, проводимые для изучения месторождений полезных ископаемых или с целью изучения геологического строения определенного района. Геологоразведочные скважины по целевому назначению подразделяются на следующие разновидности.

• Картировочные скважины бурят при проведении геологической съемки с целью обнажения коренных пород, по которым ведется геологическое картирование, в районах, где эти породы скрыты слоем наносов.

• Поисковые скважины бурят с целью определения наличия или отсутствия в данном районе того или иного полезного ископаемого.

• Разведочные скважины бурят с целью оконтуривания и определения запасов полезного ископаемого на данном месторождении.

• Гидрогеологические скважины бурят с целью изучения подземных вод, условий их залегания, возможного дебита и химического состава.

• Артезианские скважины представляют собой разновидность гидрогеологических скважин, пробуренных на напорные пластовые воды.

Артезианские скважины получили свое наименование от древнеримского названия Артезия - провинция во Франции, которая теперь называется провинцией Артуа. В 1126 г. в этой провинции была пробурена первая в Европе буровая скважина на самоизливающуюся воду. Однако подобные скважины и колодцы были известны еще в глубокой древности в Китае и Египте.

• Инженерно-геологические скважины бурят для вскрытия верхних горизонтов земной коры с целью составления геологического разреза, испытаний физико-механических свойств грунтов в скважине и отбора образцов грунтов с ненарушенной структурой для определения их свойств в лабораторных условиях для нужд промышленного и гражданского строительства.

• Сейсмические скважины бурят при сейсмической разведке. Для проведения подземных взрывов, в результате которых с помощью сейсмографов определяют глубину и углы падения пластов.

• Параметрические скважины бурят с целью измерения параметров геофизических свойств горных пород и температуры в условиях естественного залегания пород и изучения глубинного строения возможных зон нефтегазонакопления.

• Структурные скважины бурят с целью изучения геологических структур и элементов залегания (мощности, углов падения и простирания) пластов пород для контроля и уточнения данных геологической и геофизических съемок.

• Опорные скважины бурят в пределах площадей, геологическое строение которых не охвачено бурением для геологической съемки, поисков, регионального изучения глубинного геологического строения, изучения рудоносности или нефтегазоносности глубоких горизонтов.

Вторая категория - эксплуатационные скважины, проводимые для извлечения из недр жидких (вода питьевая, минерализованная, нефть) и газообразных полезных ископаемых. К этой категории относятся следующие разновидности.

• Водозаборные скважины предназначены для водоснабжения городов, промышленных предприятии, курортов, сельского хозяйства, железнодорожного транспорта.

• Нефтяные и газовые скважины предназначены для добычи нефти и газа.

• Скважины подземной газификации угля предназначены для получения горючих газов путем неполного сгорания угля непосредственно в массиве угольного месторождения; получаемые газы используются как топливо или сырье в химической промышленности.

• Скважины для добычи рассолов, залегающих в коллекторах земной коры, служат для выщелачивания из них различных солей (брома, иода и др.).

• Геотехнологические скважины, которые проходятся с целью гидродинамического разрушения горных пород, содержащих полезные ископаемые, или с целью нагнетания в скважину растворов кислот, растворяющих минералы полезного ископаемого с последующим выносом его на поверхность.

Третья категория - технические скважины, проводимые для различных технических целей. Сюда относятся следующие разновидности.

• Взрывные скважины предназначены для размещения в них зарядов взрывчатого вещества с целью отделения полезного ископаемого или породы от массива при производстве взрыва на открытых или подземных горных работах. Шпурами называются взрывные скважины малых размеров - диаметром от 30 до 60 мм и глубиной до 5 м.

• Стволы шурфов и шахт, пройденные в горных породах бурением.

• Скважины для замораживания грунтов, пробуриваемые по кольцу вокруг ствола будущей шахты, служат для замораживания водоносных пород перед проходкой шахтного ствола и устранения тем самым затопления водой шахты во время ее прохождения и возведения водоупорного крепления. Замораживание водоносных пород при этом осуществляется путем спуска труб в пробуренные скважины и циркуляции по этим трубам холодильных растворов.

• Скважины для укрепления грунтов при строительстве путем нагнетания в трещиноватые породы цементного раствора, различных смол или жидкого стекла.

• Водопонизительные или дренажные скважины предназначены для дренажа, т.е. метода осушения карьера, месторождения или участка под строительство путем снижения уровня подземных вод.

• Водоспускные скважины предназначены для спуска воды из одного подземного горизонта в другой при осушении горных выработок, а иногда и целых водоносных пластов.

• Нагнетательные скважины служат для нагнетания воды, воздуха или нефтяного газа в оконтуриваемую зону нефтяной залежи с целью создания давления на нефть и улучшения притока нефти в этой залежи к эксплуатационной скважине.

• Наблюдательные скважины предназначены для систематического контроля за изменением уровня воды в скважине.

• Внутрипластовые скважины проводят из подземных выработок по пластам с целью их дегазации и обеспыливания угля при его выемке путем нагнетания воды через внутрипластовые скважины в угольной пласт для его увлажнения.

• Вспомогательные скважины служат для вентиляции выработок, для прокладки трубопровода с целью подачи сжатого воздуха от компрессора на земной поверхности к пневмомашинам в горных выработках для спуска лесоматериалов, применяемых для крепления, а также для тушения подземных пожаров.

Целевые назначения буровых скважин могут объединяться либо изменяться во время производства буровых работ. Например, опорная скважина может, объединять целевые назначения поисковой, структурой и параметрической скважин; поисковая или разведочная скважина на воду, нефть или газ может стать эксплуатационной и т.п.

В соответствии с классификацией буровых скважин по целевому назначению существуют три разновидности бурения скважин - разведочное, эксплуатационное и техническое бурение.

2. Состав бурильной колонны.

Бурильная колонна - непрерывная многозвенная система инструментов, соединяющая наземное буровое оборудование (вертлюг) с долотом на забое скважины.

Состав бурильной колонны:

.вертлюг

.переводник вертлюга

.верхний переводник бурильной трубы

.ведущая труба

.нижний переводник ведущей трубы

.предохранительный переводник

.муфта бурильного замка

.бурильные трубы

.ниппель

.муфта

.переводник

. утяжеленные бурильные трубы

. Вспомогательные элементы:

1.Центраторы - для центрирования нижнего направляющего участка бурильной колонны в стволе скважины и предупреждения его самопроизвольного искривления - лопастные, шарошечные.

2.Калибраторы - для выравнивания стенок скважины до номинального диаметра и калибрования ее ствола - лопастные, шарошечные.

3.Стабилизаторы - для стабилизации работы нижнего направляющего участка бурильной колонны путем ограничения прогиба труб при наличии каверн, гашения поперечных и иных колебаний - с цельными лопастями, со сменными лопастями, с приваренными лопастями.

4.Амортизаторы - для снижения амплитуды динамических нагрузок - пружинные, резинометаллические, гидравлические, газовые.

5.Протекторные кольца - для защиты бурильных и обсадных труб - резиновые, резинометаллические, пластиковые, металлические.

6.Обратные клапаны - для предупреждения поступления загрязненного бурового раствора в бурильную колонну.

7.Фильтры - для предупреждения попадания в бурильную колонну посторонних предметов.

8.Металлошламоуловители - для улавливания кусков металла и крупного шлама.

9.Гидрояссы (гидроударники) - для освобождения бурильной колонны от прихватов.

10.Переводники - для соединения бурильных труб и др. элементов.