Виды бурения скважин: методы, инструмент и критерии выбора
Метод бурения выбирают по цели скважины, геологическому разрезу, глубине, требуемому диаметру и доступному оборудованию. Универсального способа нет: технология определяет, как разрушается порода, удаляется шлам, закрепляется ствол и какой инструмент входит в буровой комплект.
Для производителя особенно важно отделять назначение скважины от способа ее проходки. Одна и та же задача может решаться разными технологиями, а одинаковое слово «бурение» скрывает совершенно разные нагрузки на коронку и трубы.
Сравнение основных методов
| Метод | Как ведется проходка | Типичная задача | Что важно для инструмента |
|---|---|---|---|
| Колонковое | Порода разрушается по кольцу с получением керна | Геологоразведка и инженерные изыскания | Коронка, колонковая труба, совместимость снаряда |
| Вращательное | Забой разрушается вращающимся инструментом | Скважины разного назначения | Тип породы, очистка забоя, диаметр и присоединение |
| Шнековое | Разрушенная порода выносится витками шнека | Неглубокие интервалы в подходящих грунтах | Геология, диаметр шнека и ограничение по включениям |
| Ударное и ударно-вращательное | Порода разрушается повторяющейся ударной нагрузкой | Проходка устойчивых и сложных интервалов | Инструмент и соединения под конкретную систему |
Таблица дает принципиальное различие, но не заменяет проектирование технологии для конкретного объекта.
Колонковое бурение
При колонковом бурении коронка формирует кольцевой забой, а внутри снаряда сохраняется столбик породы. Полученный керн используют для изучения разреза. Здесь особенно важна совместная работа буровой коронки, колонковой трубы, присоединений и режима промывки.
Серию коронки выбирают по абразивности, монолитности, трещиноватости и категории буримости. Например, для абразивных условий в линейке завода есть СА-6, а для малоабразивных пород V–VII категории — КТ-2. Сравнение всех серий приведено в статье о типах коронок.
Вращательное бурение
Во вращательной технологии инструмент разрушает забой за счет вращения и осевой нагрузки. Конкретная компоновка зависит от породы, диаметра, способа очистки и установки. При подборе нельзя переносить режимы и инструмент с одного объекта на другой только потому, что совпадает проектный диаметр.
Производителю передают тип породы, конструкцию скважины, модель оборудования, присоединение и сведения о циркуляции. Это позволяет оценить, относится ли задача к серийной линейке или требует отдельного согласования.
Шнековое бурение
Шнек одновременно разрушает грунт и транспортирует его к устью. Метод применяют там, где геология и глубина позволяют устойчиво выносить разрушенный материал механически. Крупные включения, валуны, водонасыщенные или неустойчивые интервалы могут изменить выбранную технологию.
Шнековое бурение нельзя описывать только как «быстрое и дешевое»: результат зависит от разреза, оборудования и требований к скважине.
Ударное и ударно-вращательное бурение
При ударной нагрузке особенно важны прочность соединений, состояние оборудования и соответствие инструмента конкретной системе. Инструмент для колонкового вращательного бурения нельзя автоматически считать подходящим для ударной технологии.
Если в задании указано только «буровая коронка», производителю нужно сообщить принцип работы установки и обозначение применяемого снаряда.
Как удаляется разрушенная порода
Очистка забоя влияет на работу инструмента независимо от метода. В разных технологиях используются механический вынос, промывка, продувка или их сочетание. Недостаточная очистка вызывает повторное измельчение шлама, рост нагрузки и ускоренный износ.
Для подбора полезны данные о промывочной жидкости или воздухе, расходе, давлении и признаках ухудшения выноса. Эти параметры должны оцениваться специалистами, отвечающими за технологию и безопасность работ.
Когда нужна обсадка
Обсадные трубы применяют для закрепления и защиты ствола там, где это предусмотрено конструкцией скважины. Диаметр обсадки связан с последовательностью проходки и рабочими диаметрами инструмента. Схему обсадки нужно определить до заказа комплекта, а не после прохождения первого интервала.
Какие данные нужны для выбора метода и инструмента
- назначение и проектная глубина скважины;
- предполагаемый геологический разрез;
- требуемый диаметр и схема обсадки;
- необходимость отбора керна;
- модель и возможности установки;
- способ очистки забоя;
- существующий буровой комплект;
- условия площадки и ограничения проекта.
СервисБурСистема производит буровые коронки и трубы в Кыштыме с 2002 года. Мы подбираем серийное исполнение по техническим данным объекта и прямо говорим, если одной карточки каталога для решения задачи недостаточно. Отправить исходные параметры можно через заводской подбор.