Технологические особенности бурения газовых и нефтяных скважин

Разработка недр с целью добычи полезных ископаемых является обычным делом в наши дни. Для некоторых стран продажа сырья вообще является главным источником привлечения иностранной валюты. Для России важное значение в формировании ВВП играет добыча топливно-энергетических ресурсов, поэтому бурение нефтяных и газовых скважин осуществляется под четким государственным контролем.

РФ обладает одними из крупнейших запасов важных стратегических ресурсов, поэтому является крупнейшим поставщиком горючего в страны Европы. Рыночная ситуация требует ежегодного увеличения объемов добычи, поэтому нужно регулярно бурить новые скважины, чтобы успевать выполнять нужный объем работ за заданное время.

Технологические особенности добычи нефти и газа

Топливные ресурсы обладают одним качеством, которое значительно осложняет их добычу – они залегают на очень больших глубинах. Для выемки угля приходится строить целые шахты, но с нефтью и газом, к счастью, процесс происходит несколько проще. Они имеют такую консистенцию, которая позволяет откачивать их из глубин на поверхность без непосредственного участия человека.

Способы бурения нефтяных и газовых скважин зависят от условий залегания и типа местности. Ископаемые могут разрабатываться не только на открытой равнинной местности, но и на континентальном шлейфе, и даже на глубинах мирового океана. Каждый тип добычи требует особого подхода, поэтому инженеры постоянно находятся в поисках лучших решений.

Технология бурения нефтяных и газовых скважин зависит от типа местности, на которой будет происходить добыча. В промышленности имеется несколько основных подходов, которые позволяют добираться до скоплений полезного ископаемого глубоко под землей.

На начальном этапе в любой ситуации вначале проводятся геологические исследования, которые позволяют определить степень трудности ведения будущей разработки. Все варианты технологических процессов можно описать так:

• 1.    Ударное воздействие на горные породы. Этот способ используется тогда, когда приходится иметь дело с твердыми и каменистыми грунтами, которые невозможно разрабатывать иным способом. Оказывает сильное влияние на рельеф и наносит ощутимый урон живой природе. Возле населенных пунктов и в местах столкновения литосферных плит способ категорически запрещен к использованию.
• 2.    Вращательный метод бурения является наиболее распространенным и самым безобидным среди всех. Он основывается на том, что длинное сверло (бур) из металлического сплава постепенно вкручивается в земную твердь, при этом выбрасывая весь пройденный грунт наружу. В результате такой работы получается аккуратная скважина нужной глубины.
• 3.    Взрывное воздействие, которое в настоящее время уже не используется, но было достаточно популярно в первые годы существования отрасли. Оно наносило колоссальный урон окружающей среде и не позволяло контролировать процесс, в результате чего часто случались выбросы газа с последующим возгоранием.

Одной из последних технологий стал метод горизонтального бурения нефтяных и газовых скважин. Он позволяет не проделывать в земле большое количество отверстий, а прорывать подземный канал, через который будет вестись добыча. При этом в земной поверхности окажется только два сквозных выхода. У такого способа целая масса плюсов, но есть и существенные минусы, так как несоблюдение технологий может привести к настоящей экологической катастрофе целого региона, в котором проводится разработка.

Машины, используемые при добыче нефти и газа

Оборудованием для бурения нефтяных и газовых скважин принято называть непосредственно агрегаты, которые участвуют в технологическом процессе. Здесь выделяют только три основных типа узлов, которые играют ключевую роль в процессе:

• •    турбобур – элемент, отвечающий за непосредственное сверление земли;
• •    винтовой двигатель, который отвечает за приведение бура в движение;
• •    система охлаждения, которая позволяет агрегату поддерживать температуру в допустимых пределах, так как перегрев приведет к отказу от работы.

В ударных машинах вместо бура используется ударник, который изготавливается из очень твердых сплавов, чтобы при непосредственном контакте с поверхностью не деформироваться, а дробить абсолютно все, что будет попадаться на пути. Тем, кто всерьез интересуется технологией разработки и работой машин, стоит посмотреть бурение нефтяных и газовых скважин на видео, где все будет показано в деталях.

Возможные проблемы при бурении

Во время работы нередко возникают осложнения при бурении нефтяных и газовых скважин. Предугадать эти явления заранее невозможно, но стоит к ним подготовиться. Для этого необходимо знать, какие именно трудности могут застигнуть:

• •    Обвал пород. Наиболее распространенная проблема при глубинной добыче. Она возникает в результате неустойчивости структуры земных слоев.
• •    Поглощение промывочной жидкости, в результате чего отработанная порода не выносится на поверхность. Такое явление характерно для пористых грунтов, а для борьбы с ним стоит использовать легкие жидкости, которые не склонны впитываться, а наоборот – стремятся вырваться на поверхность.
• •    Выбросы нефти, газа или подземных вод. Такое явление может наблюдаться при добыче ископаемых под высоким давлением.
• •    Заклинивание бура во время работы. Может случиться по многим причинам, но важно сразу же остановить машину и заняться устранением проблемы. Если продолжить эксплуатацию, сверло может обломиться прямо в скважине и достать его оттуда будет невероятно проблематично и дорого.
• •    Искривления скважин в результате ошибок в расчетах или неправильного позиционирования бура. Такие осложнения приведут к наличию дополнительных проблем уже непосредственно при ведении разработок.

Также нередко возникают аварии при бурении нефтяных и газовых скважин, которые выражаются в выходе из строя рабочего оборудования и невозможности продолжить процесс без устранения всех неполадок.