В карьерах и шахтах, где добывают твердые полезные ископаемые (руды,
уголь), в местах добычи природного газа и нефти, а также там, где ведут
разведку, rfe обойтись без бурения скважин. В распоряжении горняков и
геологов имеется самая разнообразная техника. Ведь в одном случае нужна
скважина глу-' биной всего в несколько метров и диаметром 5-7 см (шпур),
а в другом, например при глубинной разведке недр, скважина должна
прорезать землю на несколько километров.
Бурение скважин - одна из основных операций при добыче нефти и
природного газа. При помощи скважин достигают месторождения. По
скважинам природный газ или нефть поступает на поверхность земли. Внешне
буровая установка нефтепромыслов и газопромыслов представляет собой
ажурную че-тырехногую вышку из стали высотой иногда с 13-14-этажный дом.
К ее вершине подвешена металлическая колонна, свинченная из отдельных
труб, которую захватывает и вращает особое устройство - ротор. Такое
бурение называют роторным. На нижнем конце колонны крепят
приспособление, которое совершает основную работу, - бур, или, как
принято называть его, буровое долото.
буровая нефтяная вышка, устройство турбобура
Буровое долото может быть самых разных конструкций, но чаще всего
используют шарошечное долото. Горные породы при шарошечном бурении
разрушаются стальными зубками шарошек, вращающихся на опорах бурового
долота, которое в свою очередь вращается и прижимается с большим осевым
усилием к забою. Зубки вращающихся шарошек перекатываются по забою и за
счет больших напряжений, развивающихся в зоне контакта зубков с породой,
разрушают ее путем раздавливания и скола. Разрушенная на забое скважины
порода удаляется на поверхность промывкой или продувкой.
В 1922 г. советские инженеры и ученые М. А. Капелюшников, С. М. Волох и
И. А. Кор-неев предложили способ турбинного бурения. Сейчас этот способ
значительно усовершенствован и получил большое распространение.
Современный многоступенчатый турбобур - длинная, в несколько метров
труба с турбиной в 100 и более ступеней и мощной осевой опорой.
В карьерах бурят скважины и размещают взрывчатое вещество только для
взрывания крепких горных пород, чтобы облегчить работу экскаваторов.
Глубина скважин для закладки взрывчатых веществ обычно 20-30 м (см.
Взрыв, взрывные работы). Бурят скважины самоходными буровыми
установками, которые монтируются на гусеничном или колесном ходу. В
качестве бурового инструмента обычно используют шарошечное долото.
Буровой став (труба) с долотом приводится в движение электродвигателем,
а частички породы удаляются сжатым воздухом. Нередко на карьерах
используют установки термического бурения. В них подаются керосин и
сжатый воздух, и вместо механического бура там работает огненная струя.
Установку опускают по мере углубления скважины; на породу обрушивается с
огромной скоростью раскаленная до 2000-3000° С струя газов. От резкого
нагрева дно скважины растрескивается, разрушается на небольшие чешуйки.
Отраженный поток газов выносит их на поверхность через кольцевую щель,
образующуюся между стенкой скважины и ставом, по которому подают к
горелке горючее.
Одним из перспективных способов бурения является электробурение. Этот
способ был разработан в СССР в 1938-1940 гг. А. П. Островским и Н. В.
Александровым. Электробур - буровая машина с погружным
электродвигателем, предназначенная для бурения глубоких скважин, в
основном на нефть и газ. К электробуру присоединяется бурильная колонна,
передающая вращение буровому долоту.
Созданы опытные установки, в которых бурить скважины помогают токи
высокой частоты, ультразвук, вибрация, микровзрывы, лазерный луч.
Возрастает роль морского бурения.
