Буріння обертове
Бурі́ння оберто́ве — створення бурових свердловин шляхом обертання притиснутого до вибою породоруйнуючого інструменту (долота, бурової коронки) із одночасним винесенням дрібних уламків порід зі свердловини потоком рідини.
Історична довідка
Однією з перших свердловин обертового буріння була артезіанська свердловина в Стародаввньому Єгипті поблизу сучасного м. Каїра на глибину 88 м у середині 2 тисячоліття до н. е. (історична пам’ятка — свердловина Йосипа). Археологічні розкопки в Єгипті, у долині р. Ніл, виявили значну кількість давніх свердловин для добування води, які датують 2–1 тисячоліттям до н.е. Збереглися зображення обертових бурів і процесів буріння (свердління) на давньоєгипетських барельєфах.
У Новий час при спорудженні свердловин для води та соляних розчинів домінувало буріння ударно-канатне, проте збільшення глибини робіт (для нафтових свердловин) потребувало більш ефективної руйнівної дії обертового буріння. 1844 інженер П. Фовель (1797–1867; Франція) розробив спосіб очистки бурових свердловин водним струменем, що подавався насосом із поверхні в порожнисту штангу. Цей спосіб відкрив технологічну можливість ефективного обертового буріння свердловин. Перший успішний досвід буріння з промиванням Фовель здійснив при бурінні артезіанської свердловини в монастирі Святого Домініка 1846 (м. Перпіньян, Франція).
Застосування пустотілої бурильної труби з різцями на кромці (відоме ще давнім єгиптянам) використав годинникар Г. Лешо (1800–1884; Швейцарія) в 1862 для збільшення швидкості буріння шпурів у вибою тунелю. Він також першим оснастив кільцевий робочий орган найміцнішими алмазними різцями (див. Алмазний інструмент).
Наприкінці 1880-х у м. Новому Орлеані (шт. Луїзіана, США) почали впроваджувати роторне буріння для нафти із застосуванням лопатних доліт і промиванням глинистим розчином. 1902 першу нафтову свердловину глибиною 345 м пройшли обертальним (роторним) способом у Російській імперії (район м. Грозного, тепер Чеченська республіка, Росія).
1908 інженер Г. Р. Г’юз (1869–1924; США) винайшов шарошкове долото «Шарп-Г’юз», яке перетворювало обертовий рух корпусу долота в ударну дію на вибій свердловини робочих елементів із високою частотою. Швидкість руйнування із застосуванням такого долота майже в 10 разів перевищувала показники тогочасного бурового інструменту (лопаті, коронки). З’явилась можливість свердлити особливо міцні гірські породи, які до того вважалися неприступними. 1909 Г’юз забезпечив перше морське обертове буріння надміцних порід. 1933 інженери компанії «Г’юз тул» (Hughes Tool) створили триконусну роторну шарошку і від 1934 до 1951 компанія Г’юза охоплювала майже увесь ринок бурильних інструментів у США.
Важливим кроком у розвитку буріння обертового стало створення турбобуру (двигуна, розміщеного безпосередньо над буровим долотом, що виключає потребу обертати всю бурову колону). Історія винаходу починається з патенту інженера Х. Г. Кросса (США), який запропонував гідравлічну бурильну одноступінчасту турбіну (1873). 1907 при бурінні свердловин на нафтовому родовищі «Вільно» біля м. Борислава (тепер Львівська обл. України) був використаний швидкісний вибійний гідравлічний двигун інженера В. Вольського (1865–1922; Україна), названий «тараном Вольського», чим було започатковане турбінне буріння. У «тарані Вольського» турбіну двигуна обертала промивна рідина, що подавалась із поверхні порожнистою штангою та виходила через бур у свердловину.
1922 інженер-механік М. Капелюшников (1886–1959) розробив ефективну конструкцію гідравлічного турбобуру, який був успішно випробуваний 1924 в с. Сурухани (тепер смт, Азербайджан). Із турбобурів системи Капелюшникова розпочалось масове буріння нафтових і газових свердловин вибійними двигунами, які домінують в обсягах буріння свердловин (2021). У 1930-х у США пройшов успішне випробування вибійний електробур, двигун якого був створений 1916 у м. Катеринославі (тепер м. Дніпро, Україна) А. Арутюновим (1893–1978; Україна), чим були закладені основи практичного використання електробурів.
Різновиди
Виділяють два основних типи:
- Роторне — обертання передається інструменту через бурильну колону ротором, встановленим у буровій вежі. Одним із типів обертового роторного буріння є колонкове (кільцеве) буріння порід по периметру вибою свердловини, при якому внутрішня частина породи у вигляді колони (керна) зберігається й дає можливість оцінити тип і геологічні властивості порід за глибиною проникнення свердловини (один із основних способів геологічної розвідки).
- Турбінне — обертання інструменту здійснюється двигуном-турбобуром, розміщеним безпосередньо у вибої свердловини.
Застосування
Обертове буріння залишається у 21 ст. основним способом спорудження свердловин.
Література
- Мислюк М. А., Рибчич І. Й., Яремійчук Р. С. Буріння свердловин : у 5 т. Київ : Інтерпрес ЛТД, 2002. Т. 1: Загальні відомості. Бурові установки. Обладнання та інструмент. 367 с.
- Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу : в 2 т. Київ : Міжнародна економічна фундація, 2004–2006.
- Білецький В. С., Гайко Г. І., Орловський В. М. Історія та перспективи нафтогазовидобування. Львів : Халіков Р. Х., 2019. 302 с.
Автор ВУЕ
Покликання на цю статтю: Гайко Г. І. Буріння обертове // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Буріння обертове (дата звернення: 4.05.2024).
Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 28.02.2022
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
