Введение. 
Разрушение породы в скважинах

В настоящее время бурение скважин, многоцелевое производство и современная промышленность предлагает большой выбор технических средств и технологий, в которых требуется разбираться, чтобы принять правильное решение. В условиях рыночной экономики и жесткой конкуренции между недропользователями к специалистам геологам предъявляются соответствующие требования, так как от его квалификации и знаний, порой на уровне интуиции, может зависеть успех всего предприятия.

Общие сведения о бурении скважин буровая скважина проходит сквозь толщу горных пород, для того чтобы добраться до желаемого объекта — залежи рудного тела, нефти, газа, водоносного горизонта и т. д. Таким образом, скважина это искусственная выемка в горном массиве пород. В то же время, имеются близкие по назначению, но иной формы выемки — горные выработки (шахты, штольни, карьеры), от которых скважина существенно отличается наименьшим объемом выемки на глубину проходки. В этом смысле она наиболее экономичная и самая быстрая по достижению объекта вскрытия. В поперечном сечении скважина имеет форму круга, так как бурение осуществляется обычно способом вращения, при этом диаметр круга очень мал по сравнению с длиной скважины это первые сантиметры, реже десятки сантиметров при глубине бурения в сотни метров и даже несколько километров.

Бурение, особенно глубокое — достаточно сложное производство, требующее применения специальных технических средств, которые в комплексе именуют буровой установкой. В нее входят следующие главные узлы: буровая вышка (или мачта), энергетическое оборудование или силовой привод — двигатель, буровой станок и буровой насос. В зависимости от способа бурения и конструкции установки подразделяются на вращательные, ударные, вибрационные, турбинные и др. По способу транспортировки они также подразделяются на стационарные, передвижные, самоходные и переносные.

Диаметр скважины определяется диаметром породоразрушающего инструмента и изменяется в пределах от 16 до 1500 мм.

Длина ствола скважины — это расстояние от устья до забоя скважины, измеренное по ее осевой линии. Глубина скважины это разница между отметками устья и забоя по шкале глубин (ось z). Достигает 12 500 м.

Элементы скважины:

Устье скважины — начало скважины, то есть место пересечения ее с земной поверхностью или с поверхностью горной выработки.

Забой скважины — дно скважины Стенки скважины — боковые поверхности скважины.

Ствол скважины — пространство в недрах, занимаемое скважиной.

По способу разработки забоя бурение разделяется на бескерновое и колонковое (рис. 1.1.).

Бескерновое бурение — бурение, при котором горная порода разрушается на всей площади забоя. Колонковое бурение — бурение, при котором горная порода разрушается по кольцевому забою с сохранением керна. Керн — колонка горной породы, образующаяся в результате кольцевого разрушения забоя скважины.

Основные размеры скважины — диаметры интервалов бурения в мм; диаметры наружные и внутренние колонн обсадных труб в мм; глубина интервалов скважины от устья до забоя в м; общая глубина и длина скважины от устья до забоя в м.

Пространственное расположение буровой скважины определяется: 1) координатами устья x , y , z; 2) направлением скважины; 3) углом наклона скважины; 4) азимутом скважины; 5) глубиной (рис. 1.2.).

По направлению бурения скважины, форме ствола и их количеству скважины делятся на следующие группы: 1- вертикальные; 2- наклонные; 3- горизонтальные; 4- восстающие; 5- искривленные; 6- многоствольны.

Буровой установкой называется комплекс, состоящий из буровой вышки (или мачты), бурового и энергетического оборудования, необходимых при бурении скважин. В зависимости от способа бурения буровые установки подразделяются на вращательные, ударные, вибрационные и др. В зависимости от транспортных средств подразделяются на стационарные, передвижные, самоходные и переносные:

По целевому назначению буровые скважины делятся на три основные группы: геологоразведочные, эксплуатационные и технические.

• 1 — геологоразведочные скважины:
  • -картировочные
  • -поисковые
  • -разведочные
  • -гидрогеологические
  • -инженерно-геологические
  • -сейсмические
  • -структурные
  • -опорные
  • -параметрические
• 2 — эксплуатационные скважины:
  • -водозаборные
  • -нефтяные и газовые
  • -скважины подземной газификации углей
  • -скважины для добычи рассолов
  • -геотехнологические скважины
• 3 — технические скважины:
  • -взрывные скважины
  • -стволы шурфов и шахт
  • -другие