Обертальне буріння

 

При обертальному бурінні руйнування породи відбувається в результаті одночасної дії на долото осьового навантаження і крутного моменту. Під дією навантаження долото втискується в породу, а під дією крутного моменту - сколює її. Існує два способи обертального буріння - роторний і з вибійними двигунами.

При роторному бурінні (рис. 3.4) потужність від двигунів 9 передається через лебідку 8 до ротора 16 - спеціального обертального механізму, встановленого над устям свердловини в центрі вишки. Ротор обертає бурильну колону і нагвинчене на неї долото 1. Бурильна колона складається з ведучої труби 15, спеціального перевідника 6 і бурильних труб 5.

При бурінні з вибійними двигунами долото 1 нагвинчується на вал, а бурильна колона з’єднується з корпусом двигуна 2. При роботі двигуна обертається його вал з долотом, а бурильна колона не обертається.

Характерною особливістю обертального буріння є промивання свердловини водою або спеціальною рідиною протягом усього періоду роботи долота на вибої.

Для цього два (рідше один або три) насоси 20, що приводяться в дію від двигунів 21, нагнітають промивальну рідину по трубопроводу 19 в стояк-трубу 17, встановлену в правому куті вишки, далі в гнучкий буровий шланг 14, вертлюг 10 і в бурильну колону. Досягнувши долота, промивальна рідина проходить через наявні в ньому отвори і по кільцевому простору між стінкою свердловини і бурильною колоною піднімається на поверхню, захоплюючи із собою частинки розбуреної породи. Тут же в жолобній системі 18 і в очисних механізмах

 

 

Рисунок 3.4 – Схема установки для буріння свердловин обертовим способом

промивальна рідина очищається від вибуреної породи, надходить в прийомні ємності 22 бурових насосів і знову закачується в свердловину.

У міру поглиблення свердловини бурильна колона, підвішена до талевої системи, що складається з кронблока, талевого блока 12, крюка 13 і талевого каната 11, подається в свердловину. Коли ведуча труба 15 ввійде в ротор 16 на всю довжину, включають лебідку, піднімають бурильну колону на довжину ведучої труби і підвішують бурильну колону за допомогою елеватора або клинів на столі ротора. Потім відгвинчують ведучу трубу 15 і разом з вертлюгом 10 спускають в обсадну трубу, встановлену в похилу свердловину (шурф), довжина якої дорівнює довжині ведучої труби. Ця свердловина буриться заздалегідь в правому куті основи вишки приблизно на середині віддалі від центра до її ноги. Після цього бурильну колону нарощують шляхом пригвинчування до неї однієї труби, довжиною приблизно 12 м, знімають з елеватора або клинів, спускають у свердловину на довжину нарощеної труби, підвішують за допомогою елеватора або клинів на столі ротора. Із шурфа піднімають ведучу трубу з вертлюгом, пригвинчують її до бурильної колони, звільняють бурильну колону від клинів або елеватора, опускають долото до вибою і продовжують процес буріння. Для заміни зношеного долота піднімають із свердловини всю бурильну колону, замінюють долото і знову опускають її. Спуско-підіймальні роботи ведуть також з допомогою талевої системи. При обертанні барабана лебідки талевий канат намотується на барабан або змотується з нього, що і забезпечує підйом або спуск талевого блока і крюка. До останнього з допомогою штропів і елеватора підвішують бурильну колону, яка піднімається або опускається.

При підйомі бурильну колону розгвинчують на секції, довжина яких визначається висотою вишки (близько 25 м при висоті вишки 41 м). Відгвинчені секції, що називаються свічками, встановлюють у ліхтарі вишки на спеціальному підсвічнику. Спускають бурильну колону в зворотному порядку.

В даний час застосовують три види вибійних двигунів: турбобури, гвинтові двигуни та електробури.При бурінні за допомогою турбобура або гвинтового двигуна гідравлічна енергія потоку промивальної рідини, що рухається вниз в бурильній колоні, перетворюється в механічну енергію на валу вибійного двигуна, з яким з’єднане долото. При бурінні з електробуром енергія до його двигуна подається через кабель, секції якого змонтовані всередині бурильної колони.