Понятие о бурении и буровой скважине

Тема: Цель, предмет и задачи курса "Технология бурения". Основные сведения из истории развития бурения. Основные понятия о бурении, буровой скважине и горных выработках.

Цель: получить представление о курсе "Технология бурения", сформировать знание о бурении, видов и технологию бурения.

Вид занятия:лекция

Тип:традиционная (поточная)

План

1. Цель, предмет и задачи курса "Технология бурения".

2. Развитие и назначения бурения.

3. Основные понятия в буровой скважине и горных выработках.

Целью курса "Технология бурения" является изучения основ ведения буровых работ, ознакомление с особенностями видов и технологии бурения.

Предметом курса является бурение как процесс, предназначенный для разведки месторождений полезных ископаемых и дальнейшей их добычи из недр земли.

Основными задачами курса являются:

· Ознакомление с историей развития бурения;

· Получение основных сведений о бурении геологоразведочных скважин для дальнейшей разработки месторождений полезных ископаемых;

· Определение особенностей видов и процессов бурения.

История развития бурения

Установить время возникновения бурения чрезвычайно тяжело. Начало бурения горных пород относят к глубокой древности (в Египте, Китае, Риме). Первые буровые скважины на воду были пробурены в XII В. во Франции.

По имеющимся архивным данным и найденным остаткам старых буровых скважин установлено, что буровые работы в Украине и России также своим корнями идут в глубокую древность. В документах XII В. упоминается, что с развитием солеварения начались и буровые работы для поисков и добычи рассолов.

К XVII столетию относится и первая рукопись — пособие по бурению, которое описывает довольно развитую технику и технологию бурения того времени.

Развитие промышленности нуждалось в новых видах топлива, сырья, которое вызвало большие изменения в бурении скважин. Первая в мире буровая скважина на нефть ручным ударным способом была пробурена в 1835 г. на Кубани.

Начало колонкового алмазного бурения относят к 1862 г., когда швейцарский часовщик Лешо предложил применить алмазы для бурения горных пород при проходке туннеля в Альпах. Позднее, в 1887 г., шведский инженер Крелиус предложил удачную конструкцию бурового станка, который получил в дальнейшем широкое применение.

В 1899 г. инженер Девис (США) впервые применил дробовое бурение, а в 1914 г. немецкий инженер Ломаний получил твердый сплав воломит, который нашел применение в бурении.

Научно-технический прогресс в любой отрасли промышленности в современных условиях практически невозможен без широкого обобщения опыта, который накопился, и глубокого научного изучения технологических процессов.

Значительная часть затрат на геологоразведочных работ (до 30 %) приходится на бурение геологоразведочных буровых скважин, и потому можно представить важность совершенствования процессов и в первую очередь техники и технологии бурения.

Следует отметить, что этому вопросу в последнее время отводится все больше внимания, в результате чего в области бурения скважин достигнутые значительные успехи. Внедряются прогрессивные образа и технология бурения, совершенствуются технические средства, но резервы повышения производительности труда, улучшение качества работ и снижение их стоимости далеко не исчерпаны.

Понятие о бурении и буровой скважине

Назначение бурения состоит в создании в породном массиве пустотелой выработки, которой является буровая скважина.

Буровая скважина – представляет собой представляет собой пустоту, которая сооружается в горных породах земной коры, имеет цилиндрическую форму, и значительную длину при сравнительно малом поперечном сечении.

Началом буровой скважины именуется устьем, а конец – дном или забоем.

Боковая поверхность скважины называется стенкой. Буровая скважина имеет ось — воображаемую линию, которая проходит через центры поперечных сечений скважины.

Расстояние между устьем и забоем скважины характеризует ее глубину Н. Поперечные размеры буровые скважины определяются диаметром (d_св.). Практически глубина геологоразведочных буровых скважин может быть от нескольких метров до десяти и более километров. Диаметры скважин могут быть от 26 мм до 1 м и больше.

Положение буровой скважины в просторные характеризуется углами наклона ее оси (α_св.). По этому признаку выделяются буровые скважины: вертикальные – расположенные под углом α_св. = 90° к горизонту; наклонные – расположенные под углом 0 < α_св. < 90° и горизонтальные, когда α_св. = 0°. Устье буровой скважины может располагаться как на земной поверхности, так и в подземных выработках.

Создание буровой скважины — сложный процесс, при котором выполняется ряд операций или работ, как правило, с использованием комплекса машин, механизмов и приспособлений, которые получили название буровой установки.

Без бурения не обходится разведка практически любого вида полезных ископаемых как твердых, так жидких и газообразных.

По целевому назначению буровые скважины можно разделить на геологоразведочные, эксплуатационные, технические и взрывные.

Более всего широко применяется бурение геологоразведочных скважин с целью получения образцов пород, составления геологического разреза и изучения состава и свойств горных пород.

Эксплуатационные буровые скважины бурятся с целью добычи жидких и газообразных полезных ископаемых: нефти, газа, соляных растворов, минеральной, питьевой или технической воды.

Технические скважины бурятся для разнообразнейших инженерных целей:

вентиляции, откачки воды, прокладки трубопроводов и кабелей, спуска в подземные выработки;

тушение подземных пожаров и пожаров на нефтяных буровых скважинах;

для оборонительных целей.

Взрывные скважины бурятся при добычи полезных ископаемых открытым и подземным способах разработки месторождений полезных ископаемых.