Разрушение горных пород на забое

Лекция 2. Основные рабочие операции процесса бурения скважин

Бурение скважин сопряжено с выполнением различных видов операций, таких как проведение спуско-подъемных операций, проставления промывочных жидкостей, работы, связанные с ликвидацией аварий, ремонт бурового оборудования и т.п. Практически все эти виды работ относятся к вспомогательным.

К основным же рабочим операциям, относятся те операции, которые выполняются непосредственно в скважине с целью углубки последней. К ним относятся:

- разрушение горных пород на забое скважины;

- очистка забоя скважины от продуктов разрушения и их транспортировка на поверхность;

- крепление стенок скважин.

В настоящее время, в целом, горные породы разрушаются различными способами. Все способы разрушения горных пород можно разделить на две большие группы: химические и физические.

К химическим способам разрушения горных пород относятся растворение и горение.

Некоторые горные породы при воздействии воды на гамет (каменная соль) последний растворятся в воде, или при подземном выщелачивании урана урановую руду растворяют в серной кислоте и затем эту жидкость вместе с водой откачивают из скважины.

Некоторые горные породы за счет окислительно-восстановительной реакции, к чему относится и горение, разрушаются. Так, например, такие горные породы как каменной и бурной угли, торф, горючие сланцы, и т.п. под действием огня горят и разрушаются.

Здесь необходимо отметить, что химические способы разрушения горных пород при бурении скважин не применяются.

К физическим способам разрушения горных пород относятся механический, гидравлический, вакуумный, электрический и комбинированные способы. Из всех перечисленных способов при бурении скважин с целью разрушения горных пород на забое в основном используется механический способ. Но при этом здесь уместно сказать, что при использовании в качестве очистного агента промывочной жидкости под действием нисходящей струи, вытекающей с большой скоростью и под большим давлением, может происходить разрушение поясках горных пород, т.е. здесь имеет место комбинация механического и гидравлического способов разрушения.

Механический способ разрушения горных пород в свою очередь подразделяется на вращательный, ударный, ударно-вращательный, вибрационный.

При вращательном способе разрушение горных пород происходит за счет резания. Под действием осевой нагрузки резец внедряется в горную породу и за счет вращения происходит резание.

При ударном способе породоразрущающий инструмент многократно сбрасывается с определенной высоты и за счет этого происходит смятие, скалывание, дробление горной породы.

Ударно-вращательный способ – это комбинация двух предыдущих способов разрушения. Это наиболее эффективный способ разрешения горных пород, т.к. разрушение происходит и за счет резания, дробления, скалывания и смятия горных пород.

При вибрационном способе бурения разрушение осуществляется за счет преодоления сил сцепления между частицами горной породы (пески, суглинки, супеси и т.п. горные породы).

Дата добавления: 2015-07-13