Буріння

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Буріння (рос. бурение, англ. drilling, boring; нім. Bohren, Bohrarbeit) — створення бурової свердловини, шахтного стовбура, або шпуру руйнуванням гірських порід. Іноді вдаються до буріння шпурів у штучних матеріалах (наприклад, у бетоні). Основний спосіб буріння — механічний, рідше використовують гідравлічний, термічний та інші способи. Буріння застосовують з метою пошуків корисних копалин, видобування нафти, газу, води і розсолів, спорудження шахт тощо. При бурінні гірських порід руйнується на всій площі вибою або тільки по кільцю (колонкове буріння). Глибина Б. визначається його призначенням — декілька м. — шпури, сотні й тисячі м. — свердловини. Б. глибоких свердловин здійснюється буровими ус-та-новками, буровими станками, шпурів — бурильними молотками. Технічні засоби Б. включають також буровий насос або компресор для подачі бурового розчину і газу, бурильні труби, бурову вишку з талевою системою, противикидне обладнання, контрольно-вимірювальну апаратуру. При механічному Б. буровий інстру-мент (бурове долото, бурова коронка) діє на гірську породу руйнуючи її. При Б. вибухових свердловин в кварцових гірських породах застосовують термічне буріння (струменем полум'я). Механічні способи Б. за методом впливу інструмента на вибій поділяють на обертальне і ударне, ударно-поворотне і обертально-удар-не. За типом породоруйнуючого інструмента розрізнюють шнекове, шарошкове, алмазне Б, дробове тощо, за типом бурової машини — перфораторне, пнев-моу-дар-не, гідроударне, роторне, турбінне тощо За напрямком і методом проведення свердловин — кущове, вертикальне, похило направлене, багатовибійне та ін. Б. розвивається і спеціалізується в трьох осн. галузях гірничої справи: видобуток рідких і газоподібних корисних копалин, пошук і розвідка корисних копалин, видобуток твердих корисних копалин вибуховим способом.

Зміст

[ред.] Буріння для видобутку рідких, газоподібних і твердих корисних копалин

Є відомості, що в Китаї понад 2 тис. років тому ударним способом бурилися свердловини діаметром 12-15 см і глиб. до 900 м для видобутку соляних розчинів. Буровий інструмент (долото і бамбукові штанги) опускали в свердловину на канатах товщиною 1-4 см, звитих з тростини. Ударний спосіб Б. до появи в кін. ХІХ ст. роторного Б. практично залишався єдиним. У 1846 франц. інж. Фовелем була уперше успішно пробурена свердловина з очищенням вибою струменем води, що подається насосом з поверхні в порожнисту штангу. У Росії Г. Д. Романовський в 1859 уперше механізував роботи, застосувавши паровий двигун для Б. свердловини поблизу Подольська. Першу свердловину на нафту, пробурену станком ударного Б., заклав Дрейк в 1859 (США, шт. Пенсильванія). При Б. свердловин на нафту спочатку отримав розвиток ударний спосіб (Б. штангове, канатне з промиванням вибою).

У кін. 80-х рр. ХІХ ст. в США в Новому Орлеані (шт. Луїзіана) впроваджується роторне Б. на нафту із застосуванням лопатевих доліт і промиванням вибою глинистим розчином. У 1901 на Бакинських нафтопромислах з'явилися перші електродвигуни, що замінили парові машини. Морська свердловина уперше була пробурена у 1897 р. в Тихому ок. біля о. Сомерленд (шельф Каліфорнійського півострова, США). На поч. ХХ ст. польським інж. В.Вольським створений швидко-ударний вибійний гідравлічний двигун (таран Вольського) — прототип сучасних гідроударників.

У 1940 в Баку пробурена перша свердловина електробуром, розробленим А. П. Островським і М. В. Олександровим. На поч. 50- х рр. ХХ ст. в Махачкалі вперше пройдена свердловина великого діаметра (бл. 1 м) реактивно-турбінним способом, що дозволило почати роботи зі спорудження шахтних стовбурів. На поч. 60- х рр. в США Харрісон використав героторний ґвинтовий насос Муано для створення об'ємного двигуна, який застосовують для викривлення свердловини при похило направленому Б. У США в 1975 р. роторним способом пробурена одна з найглибших свердловин в світі — 9583 м. Сучасне Б. свердловин на нафту і газ характеризується збільшенням глибини проходки, різким зростанням загальних об'ємів Б. Очікується збільшення об'єму роторного Б. і розширення використання героторних двигунів. Осн. напрями вдосконалення Б. пов'язані з поліпшенням конструкцій доліт, двигунів, бурильних колон, збільшенням проходки долота за рейс, використанням ефективних промивних розчинів, автоматизацією процесу Б., поліпшенням конструкцій свердловин і підвищенням якості їх кріплення.

[ред.] Пошуки і розвідка твердих корисних копалин

Розвиток розвідувального Б. на тверді копалини пов'язаний з винаходом швейцарцем Ж.Лєшо алмазного бура (1862). У 1899 амер. інж. Дейвісом запропоноване дробове Б. Розвідувальне Б. на тверді корисні копалини здійснюється в осн. роторним способом, на який доводиться бл. 80 % метражу пробурених свердловин. Роботи в галузі розвідувального Б. направлені на збереження керну, що витягується з великої глибини неушкодженим. Вдосконалення технології розвіду-вального Б. пов'язане з впровадженням Б. снарядами зі знімними керноприймальниками, гідроударного, безкернового — з використанням бічних свердлильних ґрунтоносів, повною автоматизацією всього процесу Б.

[ред.] Буріння вибухових шпурів і свердловин

Машинне Б. шпурів розроблене механіком Г.Гутманом (1683); розвиток його пов'язний зі створенням бурових машин австр. інж. Гайншингом (1803) і англ. механ. Травелом (1813). З поч. ХХ ст. впроваджується обертальне Б. електросвердлами. На поч. ХХ ст. на кар'єрі в США вперше використані ударно-канатні бурові станки. У 1947 в США на кар'єрах перевірений один з перших станків для Б. вибухових свердловин шарошечними долотами. Вперше для відбійки руд глибокі вибухові свердловини застосовані в 30-х рр. ХХ ст. в Кривому Розі та на Кольському п-ові. З того часу починають створю-ватися машини для підземного Б. свердловин діаметром 60-150 мм. і глиб. 10-40 м. В 1938 р. український інж. О.Сидоренко запропонував Б. зануреними бурильними молотками. З 50-х рр. ХХ ст. створюються самохідні бурові станки з потужними гідравл. та пневм. бур. молотками. При підземному Б. на вуг. род. значне поши-рен-ня дістало Б. електросвердлами, а на рудних родовищах — бурильними молотками, зану-реними пневмоударниками, шарошечними долотами.

[ред.] Окремі різновиди буріння

[ред.] Література


Іншими мовами