Буріння
Бурі́ння — створення бурової свердловини, шахтного стовбура або шпуру руйнуванням гірських порід.
Іноді вдаються до буріння шпурів у штучних матеріалах (наприклад, у бетоні).
Зміст
Характеристика
Основний спосіб буріння — механічний, рідше використовують гідравлічний, термічний та інші способи. Буріння застосовують з метою пошуків корисних копалин, видобування нафти, природного газу, води і розсолів, спорудження шахт тощо. У процесі буріння гірська порода руйнується на всій площі вибою або тільки по кільцю (колонкове буріння). Глибина буріння визначається його призначенням: декілька метрів — шпури, сотні й тисячі метрів — свердловини.
Буріння глибоких свердловин здійснюється буровими установками, буровими верстатами, шпурів — бурильними молотками. До технічних засобів буріння входять також буровий насос або компресор для подачі бурового розчину і газу, бурильні труби, бурова вежа з талевою системою, противикидне обладнання, контрольно-вимірювальна апаратура.
Різновиди
У процесі механічного буріння буровий інструмент (бурове долото, бурова коронка) діє на гірську породу, руйнуючи її.
У бурінні вибухових свердловин у кварцових гірських породах застосовують термічне буріння (струменем полум'я).
Механічні способи буріння поділяють:
- за методом впливу інструмента на вибій — обертальне і ударне, ударно-поворотне і обертально-ударне;
- за типом породоруйнуючого інструмента — шнекове, шарошкове, алмазне, дробове та інше;
- за типом бурової машини — перфораторне, пневмоударне, гідроударне, роторне, турбінне та інше;
- за напрямком і методом проведення свердловин — кущове, вертикальне, похило направлене, багатовибійне та інше.
Буріння розвивається і спеціалізується в трьох основних галузях гірничої справи: видобуток рідких і газоподібних корисних копалин; пошук і розвідка корисних копалин; видобуток твердих корисних копалин вибуховим способом.
Буріння для видобутку рідких і газоподібних корисних копалин
Буріння свердловин ударним способом для видобутку соляних розчинів застосовували ще понад 2 тисячі років тому у Китаї. Такі свердловини мали діаметр 12–15 см і глибину до 900 м. Буровим інструментом слугували долото і бамбукові штанги. Їх опускали в свердловину на канатах, звитих з тростини. Ударний спосіб буріння до появи в кінці 19 ст. роторного буріння практично залишався єдиним.
1846 інженером П. П. Фовелем (Франція) поблизу м. Перпіньяна (тепер регіон Окситанія) була уперше успішно пробурена свердловина з очищенням вибою струменем води, що подається насосом з поверхні в порожнисту штангу. 1859 Г. Романовський (1830–1906; тепер РФ) уперше механізував роботи, застосувавши паровий двигун для бурової свердловини поблизу м. Подольська (тепер Московської області РФ). Першу свердловину на нафту, пробурену станком ударного буріння, 1859 заклав Е. Дрейк (1819–1880; США) у штаті Пенсильванія.
При бурінні свердловин на нафту спочатку отримав розвиток ударний спосіб (буріння штангове, канатне з промиванням вибою). У кінці 1880-х у США в м. Новому Орлеані (штат Луїзіана) впровадили роторне буріння на нафту із застосуванням лопатевих доліт і промиванням вибою глинистим розчином.
Морська свердловина уперше була пробурена 1897 в Тихому океані біля о. Сомерленд (шельф Каліфорнійського півострова, США).
1901 на нафтопромислах у м. Баку з'явилися перші електродвигуни, що замінили парові машини.
На початку 20 ст. інженером В. Вольським (1865–1922; тепер Україна — Польща) був створений швидкоударний вибійний гідравлічний двигун (так званий таран Вольського), прототип гідроударників.
1940 в м. Баку пробурена перша свердловина електробуром, розробленим А. Островським (1913–1990) і М. Александровим (1908–рік смерті невідомий).
На початку 1950-х у м. Махачкалі (тепер Республіка Дагестан, РФ) вперше була пройдена свердловина великого діаметра (близько 1 м) реактивно-турбінним способом, що дозволило почати роботи зі спорудження шахтних стовбурів.
У США в 1975 роторним способом пробурена одна з найглибших свердловин в світі — 9 583 м.
Подальша розробка свердловин на нафту і газ характеризувалась збільшенням глибини проходки, різким зростанням загальних об'ємів буріння. Очікується збільшення об'єму роторного буріння і розширення використання героторних двигунів.
Основні напрями вдосконалення буріння пов'язані з поліпшенням конструкцій доліт, двигунів, бурильних колон, збільшенням проходки долота за рейс, використанням ефективних промивних розчинів, автоматизацією процесу, поліпшенням конструкцій свердловин і підвищенням якості їх кріплення.
Пошуки й розвідка твердих корисних копалин
Розвиток розвідувального буріння на тверді копалини пов'язаний з винаходом 1862 годинникарем Г. Лєшо (Швейцарія) алмазного бура. 1899 у США інженером Дейвісом запропоноване дробове буріння.
Розвідувальне буріння на тверді корисні копалини здійснюють переважно роторним способом, на який припадає близько 80 % метражу пробурених свердловин. Роботи в галузі розвідувального буріння направлені на збереження керна, що витягується з великої глибини неушкодженим. Вдосконалення технології розвідувального буріння пов'язане з упровадженням буріння снарядами зі знімними керноприймальниками, гідроударного, безкернового — з використанням бічних свердлильних ґрунтоносів, повною автоматизацією всього процесу буріння.
Буріння вибухових шпурів і свердловин
Машинне буріння шпурів розроблене механіком Геннінгом-Гутманом (1683; Німеччина), однак через недосконалість машин було обмеженим. Розвиток його пов'язний зі створенням бурових машин інженером Гайншингом (1803, Австрія) і механіком Травелом (1813, Велика Британія).
На початку 20 ст. впроваджують обертальне буріння електричними свердлами, вперше вперше використовують ударно-канатні бурові верстати (США).
У 1947 в США на кар'єрах був випробуваний один з перших верстатів для буріння вибухових свердловин шарошковими (див. Шарошка) долотами.
Вперше для відбійки руд глибокі вибухові свердловини застосовані в 1930-х у м. Кривому Розі та на Кольському півострові (див. Кольська надглибока свердловина). З того часу починають створювати машини для підземного буріння свердловин діаметром 60–150 мм і глибиною 10–40 м. У 1938 інженер О. Сидоренко (Україна) запропонував буріння зануреними бурильними молотками.
Від 1950-х створюють самохідні бурові верстати з потужними гідравлічними та пневматичними бурильними молотками. При підземному бурінні на вугільних родовищах значне поширення отримало буріння електричними свердлами, на рудних родовищах — бурильними молотками, зануреними пневмоударниками, шарошковими долотами.
Додатково
Див. також Бурова свердловина.
Література
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / За ред. В. С. Білецького. Донецьк : Східний видавничий дім, 2004–2013.
- Тимошенко В. М., Лях М. М., Савик В. М. Бурові споруди, їх монтаж та експлуатація. Полтава : Полтавський національний технічний університет, 2008. 105 с.
- Білецький В. С., Орловський В. М., Вітрик В. Г. Основи нафтогазової інженерії. Львів : ТОВ «АСМІ», 2019. 415 с.
- Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу. Тт. 1-2, 2004—2006 рр. 560nbsp;с.
- Войтенко В. С., Вітрик В. Г., Яремійчук Р. С., Яремійчук Я. С. Технологія і техніка буріння. Львів — Київ, 2012. С. 10-15.
Автор ВУЕ
Покликання на цю статтю: Яремійчук Р. С., Бойко В. С. Буріння // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Буріння (дата звернення: 4.05.2024).
Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 04.09.2020
Важливо!
Ворог не зупиняється у гібридній війні і постійно атакує наш інформаційний простір фейками.
Ми закликаємо послуговуватися інформацією лише з офіційних сторінок органів влади.
Збережіть собі офіційні сторінки Національної поліції України та обласних управлінь поліції, аби оперативно отримувати правдиву інформацію.
Отримуйте інформацію тільки з офіційних сайтів
Офіс Президента України
Верховна Рада України
Кабінет Міністрів України
Служба безпеки України
Міністерство оборони України
Міністерство внутрішніх справ України
Національна поліція України
