Виды буровых установок для бурения скважин

Бурение скважин представляет собой сложный технологический процесс, суть которого заключается в разрушении горных пород, с использованием специальной техники – буровых установок.

Буровая установка – это целый комплекс оборудования, состав которого определяется назначением, методами и условиями бурения.

Виды буровых работ зависят от цели бурения и глубины скважины. Это такие работы как бурение:

• Под сваи в строительстве фундаментов, ограждений котлованов, устройстве подпорных стен, сооружении подземных и гидротехнических объектов.
• Скважин на воду.
• Разведочных или эксплуатационных скважин при поиске или разработке нефтегазовых месторождений или полезных ископаемых.
• С целью сейсморазведки.
• При инженерных изысканиях, с целью исследования физических свойств пород и грунтов, залегающих в основании строящегося объекта.

В соответствии с видами работ и техническими заданиями проектов, выбираются определенные типы буровых установок:

• Эксплуатационные.
• Разведывательные.
• Машины для технических скважин.

Компании, производители бурильного оборудования, выпускают различные модификации машин, часто не подпадающие под четкую классификацию. Поэтому существуют многочисленные подходы к классификации буровых установок, что иногда осложняет их выбор. Основные критерии для их классификации следующие:

• По типу бурения.
• По глубине выполняемых скважин.
• По способу передвижения установки.

Рассмотрим классификацию буровых по каждому из критериев более подробно.

Бурение скважин проводится несколькими методами. Для каждого из них характерны свои особенности. В соответствии с методом используется определенное оборудование:

• Для вращательного бурения. Скважина пробивается разрушением грунта с помощью вращающегося породоразрушающего инструмента – буровой коронки. Она разрушает грунт острыми резцами, которые под давлением вращаются, « вгрызаясь» в него все глубже.
Метод эффективен на различных видах грунта. Глубина скважины может доходить до 3000метров.
• Для ударно-вращательного бурения. Это комбинированная технология, где на породоразрушающий инструмент подаются сразу вращательные и ударные импульсы. В качестве ударного элемента используется пневмоударник. Воздух в него подается от компрессора через бурильные трубы и попадает на породоразрушающий инструмент – долото или коронку. Они с большой силой и скоростью разрушают рабочую породу.
• Для ударно-канатного бурения. Такое оборудование применяется для сооружения скважин на воду и при разведке россыпных месторождений полезных ископаемых в сложных геолого-технических условиях. Глубина скважин 50-100 м, реже до 300 м. Рабочий орган установки для выполнения ударно-канатного бурения – стальной забивной стакан с прочной режущей кромкой. Для вибрационного бурения. Скважина сооружается с помощью специального узкоспециализированного вибрационного модуля. Он состоит из нескольких конструкционных элементов, соединенных в систему. Основной инструмент в этой системе – пневмопробойник или вибромолот. Глубина скважин от 25 до 30 метров в рыхлых породах грунта. Метод применяется в породах средней плотности. Он отличается высокой скоростью и точностью бурения. Определение оптимального метода бурения и выбор спецтехники для него является ключевым фактором для успешной реализации проекта и достижения поставленных целей.

По глубине скважин, буровые установки разделяются на три основных типа:

• Для неглубоких скважин. Они предназначены для бурения скважин глубиной до 200 метров. Такие установки компактны, мобильны и могут быть легко транспортированы на место работы. Они обычно используются для создания скважин для водоснабжения, геотермальных исследований, а также для некоторых геологических исследований.
• Для скважин средней глубины – до 600 метров. Эти установки обладают большей мощностью и грузоподъемностью, чем установки для неглубоких скважин. Они могут использоваться для бурения нефтяных и газовых скважин, а также для геологических исследований. Бурильные установки этого типа имеют более сложную конструкцию и требуют специализированного обслуживания.
• Для глубокого бурения – до 6000 метров. Это самые мощные и сложные установки, которые требуют высокой технической оснащенности и обслуживания опытными специалистами. Они используются для бурения глубоких нефтяных и газовых скважин, а также для научных исследований. Установки этого типа высокопроизводительны и могут работать в сложных геологических условиях.
• Для сверхглубокого бурения. Эти установки способны проникать на глубину до 15000 метров и являются исключительными случаями. Они используются главным образом для научных исследований и изучения глубин земли. Нуждаются в высокой технической оснащенности и специализированном обслуживании.

Каждый из рассмотренных типов установок имеет свои особенности и применяется в соответствии с параметрами необходимой глубины бурения.

Буровые комплексы различаются по типу передвижения на три основные группы:

• Мобильные буровые установки, отличающиеся компактными размерами. Их используют для создания неглубоких скважин, глубиной до 350 метров.
Компактность и легкость этих переносных установок позволяют быстро выполнять буровые операции на разных объектах. Это строительство без проведения разведочных работ и некоторые виды работ в геологоразведке. Также мобильные установки используют при подготовке к взрывным работам в карьерах.
• Самоходные буровые агрегаты, которые устанавливаются на транспортные средства с большой грузоподъемностью, такие как гусеничные тракторы и вездеходы. Одним из главных преимуществ данного вида оборудования является его самостоятельное передвижение без необходимости использования дополнительного транспорта.
Самоходные буровые установки применяются при забивке строительных свай, а также при добыче нефти и газа. Для работы агрегатов могут использоваться гидравлическая или механическая система, а также двигатель буровой (электродвигатель или гидромотор).
Плюсом эксплуатации самоходных буровых установок является то, что их не нужно демонтировать после выполнения задания. Кроме того, агрегаты не нуждаются в электропитании и могут использоваться в качестве стационарных установок.
• Стационарные буровые агрегаты, представляют собой блочные модули, оснащенные дополнительными опорами и монтажными элементами. Оборудование используется в нефтедобыче и газодобыче.
Каждый модуль оснащен вышкой с электронным управлением, что упрощает контролирование и регулирование процесса бурения. Это обеспечивает высокую точность и эффективность выполнения работ.
В модули встраиваются различные дополнительные блоки, такие как системы очистки, обогревательные приборы и прочий буровой инструмент. Это позволяет адаптировать буровые агрегаты к конкретным условиям работы и повышает их функциональность.

Кроме этого, буровые установки могут быть классифицированы по типу привода или типу питания:

• Дизельные установки, работающие на дизельном топливе. Это мобильные агрегаты небольшой мощности, с глубиной бурения до 100 метров. Основное преимущество – возможность перемещаться и использование в отдаленных от электроснабжения местах.
• Электрические установки, небольшой мощности. Используются в основном для бурения артезианских скважин.
• Электрогидравлические агрегаты. Имеют сразу два привода – электрический и гидравлический. Широко используются в бурении скважин различного назначения на машинах на самоходном шасси или на стационарных буровых.
• Дизельно-электрические установки большой мощности, для бурения на большие глубины (до 6000 метров). Применяются в нефтегазовой отрасли, строительстве масштабных объектов в экстремальных условиях.

Современные установки обеспечивают высокую производительность и надежность работы. Каждая из этих групп имеет свои особенности и преимущества в зависимости от выполняемых конкретных задач и условий работы.

Выбор подходящего типа буровой установки для того, чтобы выполнять работы по бурению скважин зависит от нескольких факторов, включая цели, тип породы, назначение и глубину скважины, и другие факторы.

Кроме того, важно учитывать безопасность и экономическую целесообразность бурового комплекса. Профессиональный подход к его выбору поможет достичь оптимальных результатов и успешно выполнить поставленные задачи.

Сегодня в России огромный выбор бурового оборудования для разных целей. Это и малогабаритные электрические и гидравлические установки для бурения артезианских скважин на воду, и профессиональные буровые.

Важно отметить, что отечественные модели не уступают зарубежным аналогам по своим техническим характеристикам. Они имеют высокие технические характеристики, длительный эксплуатационный срок, высокие эргономические параметры и оптимальную стоимость.