Скважиной называется цилиндрическая горная выработка (вертикальная или наклонная) глубиной от нескольких метров до нескольких километров и диаметром свыше 75 мм, сооружаемая в толще горных пород (рис. 2.1).
Элементы скважины:
устье — выход на поверхность или дно моря;
забой — дно;
ствол или стенка — боковая поверхность.
Расстояние от устья до забоя по оси ствола — длина скважины, а по проекции оси на вертикаль — ее глубина.
Скважины бурят, как правило, с уменьшением диаметра от интервала к интервалу. Начальный диаметр обычно не превышает 900 мм, а конечный редко бывает менее 75 мм.
Углубление скважин осуществляется путем разрушения породы по всей площади забоя (сплошное бурение) или по его периферийной части (колонковое бурение). В последнем случае в центре скважины остается керн (цилиндрический столбик породы), который периодически поднимают на поверхность для изучения пройденного разреза пород. Скважины бурят на суше и на море при помощи специальных буровых установок. Непрерывный рост добычи нефти и газа возможен лишь при условии бурения тысяч скважин, обеспечивающих разведку и ввод в эксплуатацию десятков новых нефтяных и газовых месторождений. Однако бурение применяется не только в нефтяной и газовой промышленности. Развитие других отраслей промышленности и сельскохозяйственного производства немыслимо в настоящее время без буровых работ.
|
|
Угольная и горнорудная промышленность. В этих отраслях промышленности бурение скважин ведется в следующих целях:
1) поиск и разведка твердых полезных ископаемых;
2) вентиляция горных выработок;
3) откачка воды из горных выработок;
4) спуск в горные выработки крепежного материала;
5) замораживание грунта при проходке шахт;
6) подземная газификация углей;
7) тушение подземных пожаров;
8) взрывные работы при карьерной и подземной разработке полезных ископаемых.
Рис. 2.1. Скважины: |
а, б — вертикальные (б — колонковое бурение); в — наклонная (а, в — сплошное бурение); 1 — устье; 2 — стенка (ствол); 3 — ось; 4 — забой; 5 — керн; Н, L — глубина и длина скважины соответственно |
Химическая промышленность. В коллекторах земной коры иногда в растворенном состоянии содержатся значительные количества солей брома, йода и других химических веществ. В целях добычи растворов, содержащих эти вещества, приходится бурить скважины.
Медицина. В этой отрасли скважины бурятся для добычи минеральных вод.
Промышленное и гражданское строительство. Без буровых работ немыслимо изыскание трасс шоссейных и железных дорог, исследование грунтов на месте предполагаемого возведения плотин, мостов, заводов, домов. Кроме того, скважины бурят в целях промышленного водоснабжения различных объектов.