Буровая установка: виды и устройство¶

Буровая установка — это комплекс наземного оборудования и технических средств, предназначенный для бурения скважин различного назначения: разведки и добычи полезных ископаемых (нефти, газа, воды), геологоразведки, строительства (устройство свайных фундаментов) и инженерных изысканий. Основной функцией установки является создание вертикальной или наклонной горной выработки (скважины) путём разрушения горной породы на забое и последующего извлечения её на поверхность.

¶Устройство буровой установки

Несмотря на разнообразие конструкций, все буровые установки включают три базовых компонента:

• Энергетический комплекс — силовые агрегаты (дизельные двигатели, электродвигатели или газотурбинные приводы), обеспечивающие энергией все механизмы установки.
• Грузоподъёмное оборудование — вышка (мачта) с талевой системой (кронблок, талевый блок, крюк) и лебёдкой. Предназначено для спуска и подъёма бурильного инструмента, удержания колонны на весу и подачи инструмента на забой.
• Циркуляционная система — насосы, ёмкости для приготовления и очистки бурового раствора, вертлюг и манифольд. Обеспечивает подачу промывочной жидкости в скважину для охлаждения долота, выноса шлама (разрушенной породы) и укрепления стенок скважины.

Дополнительно в состав входят: буровая лебёдка, ротор или верхний привод (силовой вертлюг) для вращения колонны, контрольно-измерительные приборы (КИП) и система управления.

¶Виды буровых установок

Классификация буровых установок проводится по нескольким ключевым признакам.

¶По способу бурения

• Вращательные установки — разрушение породы происходит за счёт вращения долота, прижатого к забою. Наиболее распространённый тип, используемый при бурении нефтяных, газовых и водяных скважин.
• Ударно-канатные установки — разрушение породы происходит путём сбрасывания тяжёлого долота (ударного снаряда) на забой. Устаревшая технология, применяется редко, в основном для бурения неглубоких скважин в твёрдых породах.
• Установки вращательно-ударного бурения — комбинируют вращение и ударное воздействие (пневмоударники, гидроударники). Применяются в строительстве и горном деле.

¶По месту размещения

• Наземные (сухопутные) установки — монтируются на земной поверхности. Могут быть самоходными (на шасси автомобиля или гусеничном ходу), передвижными (перевозятся на прицепах) и стационарными (собираются на фундаменте).
• Морские установки — используются для бурения на шельфе. Включают самоподъёмные (СПБУ), полупогружные (ППБУ) и буровые суда. Отличаются сложной системой стабилизации и компенсации качки.

¶По назначению и глубине бурения

• Установки для глубокого бурения (нефтяные и газовые) — самые мощные и габаритные, способны бурить скважины глубиной более 6000 метров. Оснащаются вышками высотой до 60 метров и более.
• Установки для среднего бурения — используются для геологоразведки, бурения на воду (обычно до 500–1000 метров) и термальные источники.
• Установки для малоглубинного бурения — применяются в строительстве для устройства буронабивных свай, геофизических исследований и бурения скважин на воду малой глубины. Часто монтируются на автомобильном шасси для быстрой мобилизации.

¶По типу привода

• Электрические установки — питаются от промышленной электросети, наиболее экологичны и экономичны в эксплуатации.
• Дизельные установки — автономны и мобильны, применяются в удалённых районах без сетевого электроснабжения.
• Дизель-электрические установки — комбинированный тип, где дизельный двигатель вращает генератор, питающий электродвигатели механизмов.

¶Особенности мобильных буровых установок

В строительстве и геологоразведке широко распространены мобильные буровые установки, смонтированные на шасси грузовых автомобилей (например, на базе КрАЗ, Урал, КамАЗ) или на гусеничных платформах. Их преимуществом является высокая транспортная скорость и автономность, что позволяет быстро менять точку бурения. Такие установки часто оснащаются гидравлическим приводом, обеспечивающим плавную регулировку скорости вращения и подачи инструмента.

¶Применение

Основные области применения буровых установок:

• разведка и добыча углеводородов (нефть, природный газ);
• гидрогеологическое бурение (артезианские скважины на воду);
• геологоразведочные работы (отбор керна, поиск твёрдых полезных ископаемых);
• строительство (бурение под свайные фундаменты, устройство противофильтрационных завес);
• геотермальная энергетика и горнодобывающая промышленность.

¶Источники

• Вадецкий Ю. В. «Бурение нефтяных и газовых скважин». — М.: Академия, 2010.
• Басарыгин Ю. М., Булатов А. И., Проселков Ю. М. «Технология бурения нефтяных и газовых скважин». — М.: Недра, 2001.
• ГОСТ 16293-89 «Установки буровые для глубокого разведочного бурения. Основные параметры».