У табл. 1.1 наведена класифікація способів буріння свердловин, в основу якої покладені процеси та способи руйнування гірських порід. Основні ознаки класифікації – засоби і використовувана енергія, за допомогою яких може руйнуватися порода при формуванні стовбура свердловини.
До першого класу відносять широко використовуваний у практиці механічний спосіб буріння, при якому реалізуються механічні процеси руйнування порід, що виникають за рахунок дії силового поля, створюваного ударом, обертанням, вібрацією й осьовим навантаженням або задавлюванням інструменту. Відповідно до цього за характером діючих навантажень можна виділити чотири основних і кілька комбінованих способів руйнування порід.
При ударному (ударно-поворотному) способі буріння породи руйнуються шляхом нанесення ударів породоруйнівним інструментом з визначеною силою Рд і швидкістю V. Після кожного удару долото повертається на деякий кут без навантаження. У таких умовах реалізуються процеси зминання, дроблення і сколювання породи.
|
|
Обертальний спосіб здійснюється при обертанні породоруйнівного інструменту, що занурений в гірську породу під дією постійного (статичного) осьового навантаження G0 і сили різання Fр (протікають процеси зминання, роздавлювання, сколювання, зрушення, відриву, різання, стирання).
Таблиця 1.1
Класифікація способів буріння
Способи буріння | Різновиди способів буріння | |
Клас | Група | |
I. Буріння із застосуванням породоруйнівних інструментів | Механічний | Ударний Обертальний Ударно-обертальний Обертально-ударний Вібраційний Вібраційно-обертальний Задавлюванням інструменту |
II. Буріння без породоруйнівних інструментів | Гідравлічний | Гідромоніторний Гідроімпульсний Гідроударний |
Термічний | Термодинамічний Термостатичний Термоциклічний | |
Вибухоударний | Вибухами твердих ВР Вибухами рідких ВР | |
Електричний | Електроіскровий або електроімпульсний | |
Фізико-хімічний | Руйнування породи розчиненням Руйнування породи плавленням Руйнування породи спалюванням | |
III. Комбіновані способи буріння | Гідромеханічний | Гідромоніторно-обертовий Гідромоніторно-ерозійний Гідроударно-ерозійний |
Термомеханічний | Термообертовий Обертовотермоелектродуговий Термоелектромагнітообертовий Термоударний |
Обертально-ударний спосіб здійснюється за допомогою спеціального породоруйнівного інструменту шарошкового типу, при обертанні якого зубці шарошок, що перекочуються, наносять удари по вибою, у результаті чого порода руйнується як і при ударному способі за рахунок зминання, дроблення, сколювання, частково за рахунок різання в момент проковзування шарошок.
|
|
Ударно-обертальний спосіб реалізується шляхом обертання інструменту під дією сили Fр і занурення його під дією осьового навантаження G0 і Ру – сили ударів, що наносять за допомогою спеціальних механізмів з визначеною частотою n. При цьому реалізуються процеси дроблення, зминання, роздавлювання, сколювання, частково, різання і стирання породи.
Вібраційний спосіб полягає в зануренні спеціального бурового інструменту в пухку породу під дією змушених високочастотних зворотно-поступальних подовжніх коливань (вібрацій), динамічного Рд та осьового навантаження G0 (протікають процеси зминання, переміщення й ущільнення в стінках свердловини елементів породи).
Вібраційно-обертальний спосіб полягає в руйнуванні породи під дією сили різання Fр при обертанні спеціального інструменту, що заглиблюється в породу під дією осьового навантаження G0 і малоамплітудних динамічних високочастотних імпульсних навантажень (вібрацій) Рд. При цьому реалізуються процеси зминання, роздавлювання, сколювання, різання, стирання.
Спосіб задавлювання полягає в зануренні породоруйнівного інструменту, що має форму конуса або порожнього циліндра, у м’яку породу під дією осьового навантаження G0. Порода у цьому випадку ущільнюється в стінках свердловини (процеси зминання і переміщення маси).
Другий клас включає кілька груп способів буріння, при яких порода руйнується під дією фізичних полів або речовин з використанням різних видів енергії. При реалізації цих способів буріння можуть протікати ті або інші процеси руйнування (плавлення, випарювання, горіння, розчинення).
Способи руйнування, що входять у третій клас, являють собою ту або іншу комбінацію зі способів першого і другого класів.