Бурение скважин и их классификация

   Бурение скважин может осуществляться способами, принципиально отличающимися по своей физической природе разрушения горных пород: механическими, физическими и химическими.

   В настоящее время в основном применяется механическое бурение скважин, которое в зависимости от способа воздействия на разрушаемую породу подразделяется на вращательное, ударное и ударно-вращательное.

   Наиболее распространенным является вращательное бурение скважин, при котором породоразрушающий инструмент получает вращение от специального механизма (шпинделя вращателя или ротора) через колонну бурильных труб или от забойного двигателя (гидравлического или электрического). В связи с этим различают шпиндельное, роторное бурение и бурение забойными двигателями: турбобурами и электробурами.

   При бурении скважин указанными способами порода любой твердости может разрушаться по всей площади забоя или по кольцу с образованием в центре скважины ненарушенного столбика породы - керна. Первый способ, называемый бескерновым, широко применяется при бурении скважин эксплуатационных и технических. Второй способ называется колонковым и в основном используется при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.

   В зависимости от способа подъема керна с забоя скважины на поверхность различают колонковое бурение скважин со съемными керноприемниками и гидротранспортом керна. В первом случае керн поднимается в керноприемнике на стальном тонком канате внутри гладкоствольной колонны бурильных труб, а во втором - транспортируется во внутренней трубе двойной колонны труб потоком промывочной жидкости. Вращательное бурение ведется с промывкой или продувкой.

   Бурение скважин неглубоких в мягких породах применяется вращательное шнековое и медленновращательное бурение буровыми ложками и змеевиками без промывки.

   Ударное бурение скважин используется при разведке россыпных месторождений, бурении гидрогеологических и различного назначения технических скважин большого диаметра в породах любой твердости. Но в крепких породах оно малопроизводительно. Сущность этого способа заключается в том, что тяжелый ударный снаряд с долотом периодически сбрасывается на канате с небольшой высоты на забой, дробя и скалывая при этом породу. Удаляется разрушенная порода желонками.

   При ударно-вращательном бурении скважин по вращающемуся под постоянной осевой нагрузкой породоразрушающему инструменту любого типа наносятся частые удары. Крепкие породы при этом разрушаются эффективнее.

   Для бурения скважин ударно-вращательным способом применяются специальные забойные механизмы: гидроударники, пневмоударники и забойные вибраторы. Вибрационный способ используется при бурении неглубоких скважин в мягких породах.

   Из физических способов разрушения пород при бурении скважин практически применяются термический, термомеханический, электротермический и гидравлический.