Буровое оборудование
Знать,
что твориться на расстоянии в
десятке-втором световых лет от Земли, и не иметь представления о том, что
находится в десяти метрах под землёю? Изнывать от жажды тогда, когда стоит лишь
на пару метров проткнуть грунт? Чтобы установить сваю, вынимать несколько
кубометров земли, или забивать её так, что трясутся соседние микрорайоны? Все
подобные вопросы снимаются, если землю пробуравить, то есть пробурить: сделать
точечную скважину, занимающую минимальную площадь.
Типы бурового оборудования
Понятно, что просто проковырять дырку в земле на определённую глубину ― это не самоцель. Скважина бурится для того, чтобы чего-то достичь, достать (или наоборот ― доставить). Помимо этого, скважину нужно сохранить на весь период её эксплуатации и исправить, если при бурении или эксплуатации что-то пошло не так. Буровые установки состоят из двигателя, буровой вышки с фундаментом, спускоподъёмного оборудования. Главный энергопривод ― это чаще всего двигатели внутреннего сгорания, число и мощность которых зависит от глубины и назначения скважины. Далее энергия передаётся при механическом приводе через трансмиссию на лебёдку и ротор, при электрическом ― через дизель-генератор и электромотор на лебёдку и ротор. Ротор буровой вышки служит для создания вращательного момента при бурении, лебёдка ― для спускоподъемных операций. Далее всё зависит от бурового оборудования, то есть буровых инструментов.
Буровое оборудование разнообразно и делится на:
- - технологическое;
- - вспомогательное;
- - аварийное;
- - специальное.
Для бурения неглубоких скважин (в несколько метров) применяются специальные автомобили с навесным буровым оборудованием. Силовой привод оуществляется от двигателя автомобиля через редуктор и (или) трансмиссию.
Технологическое буровое оборудование
Такое оборудование применяется непосредственно для бурения. Сюда входят породоразрушающий инструмент, кернователи, желонки, колонковые соединения и трубы, УБТ, шнеки, бурильные трубы. Важным является понятие бурового снаряда. Это определённый набор бурового инструмента, используемый в каждой конкретной ситуации.
К
породоразрушающему инструменту относятся коронки, долота и расширители. Коронка
― это стальное кольцо, у которого рабочий торец армирован либо твёрдыми
сплавами, либо алмазами. 
Понятно, что коронки с алмазами предназначены для
твёрдых пород; для рыхлых и со средней твёрдостью пород достаточно стальных
армированных коронок. Буровые долота применяются для ударного и вращательного
бурения. Шарошечные долота служат для ударно-вращательного бурения в более
твёрдых породах, а лопастные ― для вращательного бурения в породах более
мягких. Буровой расширитель же применяется в том случае, когда надо получить
скважину диаметром побольше, чем основной буровой инструмент (коронка или долото).
При
бурении скважин важно знать, через какие породы проходит буровой инструмент, и
иметь их образцы (керны). Для этого служит кернователь. Его задача ― сорвать
керн и удержать его при подъёме наверх.
Желонка
предназначена для удаления из скважин для воды мелких фракций пород, засоряющих
её. Это труба, имеющая внутри себя шариковый клапан. Скользя вниз, желонка
вонзается в дно скважины. Клапан при этом поднимается, и в желонку вместе с
водой заходит мелкий сор. Когда желонку поднимают, клапан опускается и
перекрывает выход из неё, не давая уходить мелким частицам. Колонковые трубы и
их соединения служат как установочно-подающие трубы, а УБТ (утяжелённые
бурильные трубы) увеличивают жёсткость бурового снаряда, придают ему продольную
устойчивость и создают нужную нагрузку на долото. Ведущие трубы с шестигранным,
квадратным или крестообразным профилем обеспечивают вращение ротора,
следовательно, и осевое движение всей бурильной колонны.
Вспомогательное оборудование
Оно
призвано обслуживать технологический инструмент и закреплять стенки
пробуриваемой скважины. Сюда относятся обсадные трубы и соединения для них,
стягивающие хомуты, ключи-элеваторы, вилки подкладные. 
Ключами-элеваторами
называются устройства для закрепления бурильной колонны с лебёдкой, то есть
механизмом спуска-подъёма бурового снаряда. Подкладные вилки вставляются в
прорези бурильного замка, чтобы удержать бурильную колонну в подвешенном
состоянии для отсоединения (или наращивания) бурильных труб.
Аварийное буровое оборудование
Его назначение ― ликвидировать аварийные ситуации в скважинах. К нему относятся ловильные, режущие и силовые инструменты:
- - ёрш единорогий, ловящий и извлекающий из скважины оборвавшиеся канаты;
- - ёрш вилкообразный с собачкой для извлечения канатов, оборвавшихся и спирально прилегших к стенам скважины;
- - канаторезка, служащая для обрезки каната, если буровой инструмент сильно зажало;
- - ножницы ловильные, домкраты и выбивные бабы, применяемые для извлечения прихваченного инструмента;
- - ловильник плашечный для извлечения оставшегося бурового инструмента;
- - овершоты, метчики и колокола ловильные, помогающие извлечь из скважин буровые трубы;
- - ловильный паук и магнитный фрезер, они служат для ловли в скважине оставшихся металлических предметов;
- - алмазные и фрезерные колонки, применяемые для того, чтобы расфрезеровать оставшиеся в скважине коронки, колонковые трубы или штанги, если они не извлекаются.
Специальное буровое оборудование
Оно выполняет, как видно из названия, специальные работы глубоко под землёй: бурит в заданном направлении, выправляет искривления, делает анализ пород и т.д. Например, к такому оборудованию относится отклонитель, создающий боковое усилие, заставляющее изменить направление движения бурового долота. Также к специальному оборудованию относится печать. На этом устройстве находится свинцовая пластина, при спуске которой в скважину на ней при надавливании остаётся отпечаток формы и расположения сорванного инструмента. К специальному оборудованию можно отнести и противовыбросовое оборудование, задача которого ― загерметизировать устье газовых и нефтяных скважин в целях безопасности от возможных фонтанов и выбросов.
Оборудование для других видов бурения
Если
скважина неглубока и пробивается в рыхлых и мягких породах, широко распространено
шнековое бурение. Что интересно, шнек одновременно выполняет две функции:
бурильной колонны и транспортёра. Благодаря вращению винтовой поверхности шнека
разрушаемая порода подаётся наверх.
Гидроударное
бурение применимо только с вращательными видами бурения. Забой скважины
разрушается потоком жидкости. Недостатки: бурить можно только рыхлые породы, и
трудно удержать форму скважины.
Пневмоударное бурение преобразует поступательное движение воздуха в движение удара рабочим органом. Проводится только на небольшой глубине.
Выбор бурового оборудования
Это задача, зависящая от многих взаимосвязанных факторов и решать её надо комплексно. От правильного выбора будет зависеть экономичность и качество буровых работ. Определяющие факторы выбора инструмента и оборудования:
- - назначение скважины;
- - характеристики и свойства горных пород;
- - вид полезного ископаемого;
- - глубина скважины.
Свойства и характеристики горных пород влияют на выбор инструмента для разрушения пород и вид промывочной жидкости, определяют режим бурения. Режим бурения, диаметр и глубина скважины определяют выбор типа бурильной колонны. От веса бурильной колонны зависит выбор по мощности бурового привода. От вида промывочной жидкости зависит выбор насоса. Буровая вышка выбирается, исходя из массы бурильной и обсадной колонн, предполагаемых ветровых нагрузок и аварийных ситуаций.
Еще про крупногабаритную технику, оборудование и транспорт:
- Строительный и специальный транспорт
- Навесное рабочее оборудование