Бурение — процесс сооружения горной выработки цилиндрической формы — скважины, шпура или шахтного ствола — путём разрушения горных пород на забое. Разрушение пород забоя скважины производится по всей его площади (бурение сплошным забоем) или по кольцевому пространству с извлечением керна (колонковое бурение).
Удаление продуктов разрушения бывает периодическое с помощью желонки и непрерывное шнеками, витыми штангами или путём подачи на забой газа, жидкости или раствора (Глинистый раствор).
В ряде случаев процесс бурения включает крепление стенок скважин (как правило, глубоких) обсадными трубами с закачкой цементного раствора в кольцевой зазор между трубами и стенками скважин.
Способы бурения классифицируются по характеру воздействия на горные породы: механическое, термическое, Физико-химическое, электроискровое и другие.
Механические способы бурения подразделяют на вращательные и ударные, а также вращательно-ударные и ударно-вращательные.
При вращательном бурении порода разрушается за счёт вращения прижатого к забою инструмента. Передача энергии на породу забоя может осуществляться через породоразрушающий инструмент или напрямую, формируя при этом ствол скважины.
В зависимости от прочности породы при вращательном бурении применяют:
- 1) буровой породоразрушающий инструмент режущего типа (Долото буровое и Коронка буровая);
- 2) алмазный буровой инструмент;
- 3) дробовые коронки, разрушающие породу при помощи дроби (Дробовое бурение).
Механический метод разрушения породоразрушающими инструментами имеет много разновидностей в зависимости от условий бурения и поставленных целей при сооружении скважины. В мягких и рыхлых горных породах производительность вращательного и ударно-вращательного бурения в значительной степени определяется интенсивностью удаления продуктов разрушения горной породы.
Вращательное бурение разделяется на:
роторное, когда долото, находящееся на забое, приводится во вращение при помощи колонны бурильных труб;
турбинное, когда двигатель перенесен к забою скважины и поток циркулирующего глинистого раствора используется в турбоаппарате как источник энергии (примеры показаны на фото 1); электрическое, когда электромотор находится над долотом; комбинированное, при котором на буровой устанавливаются две установки: для вращательного и для ударного бурения. Последняя используется для бурения в очень крепких породах для вскрытия месторождения с истощенными коллекторами и для подъема инструментов в случае аварии с лебедкой в процессе бурения.
Независимо от метода процесс бурения скважин состоит из следующих последовательных операций:
- 1) опускание разрушающего инструмента (долота) в скважину до забоя;
- 2) разрушение долотом породы;
- 3) подъем долота из скважины;
- 4) разобщение пластов, состоящее из крепления скважины обсадными трубами и ее цементажа (тампонажа).
