Основные сведения о бурении скважин

БУРОВАЯ СКВАЖИНА И ЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Буровой скважиной называется цилиндрическая горная выра­ботка в земной коре, характеризуемая относительно малым диаметром по сравнению с ее длиной. Диаметры буровых скважин изменяются в пределах от 26 до 1000 мм. В некото­рых случаях бурением осуществляют углубку шурфов и шахт­ных колодцев диаметром 1000—1500 мм, а также стволов шахт диаметром от 1, 5 до 8 м.

Скважины небольшого диаметра 26—151 мм бурятся при поисках и разведке твердых полезных ископаемых. Скважины большого диаметра в основном предназначены для решения инженерно-технических задач и эксплуатации жидких и газо­образных полезных ископаемых.

Глубины буровых скважин изменяются от нескольких мет­ров до 10 км и более. При выполнении инженерно-геологиче­ских исследований глубины скважин, как правило, не превы­шают десятков метров. При поисках и разведке твердых по­лезных ископаемых некоторые скважины достигли глубины 4000 м, а при бурении на нефть и газ—9550 м. Глубины разведки полезных ископаемых определяются эко­номической целесообразностью.

Сверхглубокие скважины до 15 км (Кольская СГ-3 и др.) бурятся с целью получения наиболее объективных данных о глубинных зонах и процессах, протекающих в земной коре, для обновления учения о происхождении и закономерностях размещения полезных ископаемых, а также для вскрытия верх­ней мантии Земли.

Основными элементами буровой скважины являются (рис. 1.1):

1)устье скважины 1 — начало скважины, т. е. место пере­сечения буровой скважиной земной поверхности, дна акватории или элементов горной выработки при бурении в подземных условиях; 2) забой скважины 8 — дно буровой скважины, углубляю­щееся в процессе бурения;

3) стенки скважины 9 — боковая поверхность буровой сква­жины;

4) ствол скважины — пространство, ограниченное стенками скважины. В неустойчивых породах стенки скважины закреп­ляются обсадными колоннами, при этом ствол скважины сужа­ется;

5) ось скважины 4 — геомет­рическое место точек центра за­боя, перемещающегося при углубке скважины, т. е. вообра­жаемая линия, соединяющая центры поперечных сечений буровой скважины;

6) глубина скважины Z-з— расстояние между устьем и за­боем скважины по ее оси;

7)диаметр скважины — это условный диаметр, равный номинальному диаметру породоразрушающего инструмента. Факти­ческий диаметр скважины, как правило, больше номинального диаметра породоразрушающего инструмента за счет разра­ботки скважины.

Существует также понятие «конструкция скважины». Под конструкцией скважины подразумевают ее характеристику, оп­ределяющую изменение диаметра с глубиной, а также диаметры и длины обсадных колонн

Различают ствол скважины, не обсаженный трубами, 5 и ствол скважины, обсаженный трубами, 2.

Последующий диаметр скважины уменьшается после каж­дого закрепления. Каждая обсадная колонна выступает над устьем скважины, но может опускаться и впотай