Справочники. Словари. Энциклопедии

 Энциклопедический словарь юного техника

В карьерах и шахтах, где добывают твердые полезные ископаемые {руды, уголь), в местах добычи природного газа и нефти, а также там, где ведут разведку, не обойтись без бурения скважин. В распоряжении горняков и геологов имеется самая разнообразная техника. Ведь в одном случае нужна скважина глубиной всего в несколько метров и диаметром 5—7 см — ее называют шпуром, а в другом, например при глубинной разведке недр, скважина должна прорезать землю на несколько километров.

Бурение скважин — основная операция 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 четырехногую вышку из стали высотой иногда с десятиэтажный дом. К ее вершине подвешена металлическая колонна, свинченная из отдельных труб, которую захватывает и вращает особое устройство — ротор. На нижнем конце колонны крепят приспособление, которое совершает основную работу, —бур, или, как принято называть его, буровое долото.

Буровое долото может быть самых разных конструкций, но чаще всего используют шарошечное долото. Главную роль в этой конструкции выполняют несколько конусообразных катков — шарошек, в которые впаяно множество острых и твердых зубков. При вращении долота шарошки обкатываются по дну скважины — ее забою, разрушают породу и размельчают. Сверху насосом нагнетают по буровой колонне глинистый раствор — он и выносит кусочки сколотой шарошками породы на поверхность через кольцевую щель между колонной и стенкой скважины. Такой способ бурения называют роторным.

Более экономичную конструкцию буровой установки изобрели в 1922 г. советские инженеры и ученые М. А. Капелюшников, С. М. Волох и И. А. Корнеев. В ней вращается не вся огромная колонна, а лишь само буровое долото. Тот же глинистый раствор, что прежде только очищал скважину, теперь еще вращает небольшую турбинку, на валу которой укреплен буровой инструмент. Турбинка и буровое долото вместе составляют турбобур, а способ такого бурения называют турбинным. Этот способ теперь стал самым распространенным.

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     (режущее)     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.

Самые маленькие скважины — шпуры — бурят в забоях шахт. Служат они также для взрывания крепких горных пород. Шпуры бурят переносными установками, похожими на большой отбойный молоток или на электрическую дрель.

Миллионы метров скважин самого разного назначения и калибра пробуривают ежегодно в Советском Союзе. Ученые и инженеры постоянно испытывают все новые устройства и способы бурения. Созданы опытные установки, в которых бурить скважины помогают токи высокой частоты, ультразвук, вибрация, микровзрывы, лазерный луч.