Буровые установки представляют собой сложные инженерные конструкции, предназначенные для создания скважин в земной коре с целью добычи полезных ископаемых, геологоразведки и инженерно-геологических изысканий.
Разработка буровых установок началась несколько столетий назад, когда человек впервые попытался добывать ресурсы, залегающие глубоко под землей. Первые примитивные буровые установки представляли собой ручные механизмы, однако с развитием технологий и промышленной революцией началось создание более сложных и эффективных устройств.
В настоящее время буровые установки используются в различных отраслях промышленности: от добычи нефти и газа до строительства и горнодобывающей промышленности. Их развитие позволило значительно увеличить эффективность добычи полезных ископаемых, сократить затраты и повысить безопасность буровых работ.
По технологиям бурения
Современные буровые установки классифицируются не только по месту их использования (наземные или морские), но и по технологиям, которые они применяют для создания скважин.
Роторные буровые установки
Роторное бурение – это наиболее распространенная технология бурения, которая использует вращательное движение бурового инструмента.
- Традиционные роторные установки: используют вращательную систему, где буровая штанга передает вращение от поверхности к буровому инструменту. Эти установки могут бурить на больших глубинах и обеспечивают высокую скорость бурения.
- Верхнероторные установки: в отличие от традиционных, здесь вращение передается непосредственно на буровой инструмент, что повышает точность и управляемость процесса бурения.
Турбинные буровые установки
Турбинное бурение – метод, при котором буровой инструмент приводится в движение турбиной, расположенной непосредственно в скважине.
Турбина использует циркулирующую буровую жидкость для создания вращательного движения, что позволяет эффективно бурить твердые породы.
Электробуровые установки
Электробуровое бурение – это метод, в котором буровой инструмент приводится в движение электрическим двигателем, установленным в скважине.
Электрический двигатель преобразует электрическую энергию в механическую, обеспечивая вращение бурового инструмента с высокой точностью и контролем.
Ударно-канатные буровые установки
Ударно-канатное бурение – одна из старейших технологий, где буровой инструмент поднимается и сбрасывается, разбивая породу за счет ударного воздействия.
Буровой инструмент поднимается и сбрасывается многократно, создавая ударные нагрузки, которые разрушают породу и создают скважину.
Гидравлические буровые установки
Гидравлическое бурение – метод, использующий высокое давление воды для размывания и удаления породы из скважины.
Вода под высоким давлением подается в скважину, размывая породу и вынося её на поверхность через циркуляционную систему.
Пневматические буровые установки
Пневматическое бурение – метод, использующий сжатый воздух для привода бурового инструмента и удаления разрушенной породы из скважины.
Сжатый воздух подается в буровую колонну, приводя в движение буровой инструмент и выдувая разрушенную породу на поверхность.
По типу работ
Буровые установки могут быть классифицированы по типу выполняемых работ. Этот подход помогает выбрать наиболее подходящее оборудование для конкретных задач, будь то разведочное бурение, эксплуатационное бурение или специальные виды бурения.
Разведочные буровые установки
Разведочное бурение направлено на изучение геологического строения территории, поиск и оценку месторождений полезных ископаемых.
- Геологоразведочные установки: используются для бурения неглубоких скважин с целью отбора образцов пород, проведения геофизических исследований и анализа химического состава.
- Каротажные установки: применяются для проведения каротажных работ, которые включают измерения физических свойств горных пород в скважинах.
Эксплуатационные буровые установки
Эксплуатационное бурение – это бурение скважин для добычи нефти, газа, воды или других полезных ископаемых.
- Нефтегазовые установки: специально разработаны для бурения скважин на нефть и газ, могут работать на больших глубинах и в сложных условиях.
- Водозаборные установки: используются для бурения скважин на воду, как для бытовых, так и для промышленных нужд.
Строительные буровые установки
Строительное бурение – это бурение скважин для различных строительных задач, таких как фундаментные работы, прокладка коммуникаций и строительство инфраструктуры.
- Фундаментные установки: применяются для бурения свайных скважин, которые заполняются бетоном для создания прочного фундамента зданий и сооружений.
- Установки для горизонтального бурения: используются для прокладки трубопроводов, кабелей и других коммуникаций под дорогами, реками и другими препятствиями без нарушения поверхности.
Горные буровые установки
Горное бурение используется в горнодобывающей промышленности для добычи руд и минералов.
- Шахтные буровые установки: предназначены для бурения скважин в подземных шахтах с целью добычи полезных ископаемых и создания вентиляционных ходов.
- Карьерные буровые установки: применяются на открытых горных разработках для бурения взрывных скважин, необходимых для добычи руды и минералов.
Специальные буровые установки
Специальные буровые установки предназначены для выполнения уникальных и специализированных задач.
- Сейсморазведочные установки: используются для создания искусственных сейсмических волн и проведения сейсмических исследований для изучения геологического строения земной коры.
- Геотермальные установки: применяются для бурения скважин с целью использования геотермальной энергии для отопления и производства электроэнергии.
По способу перемещения
Классификация буровых установок по способу перемещения позволяет определить их мобильность и применимость в различных условиях эксплуатации.
Стационарные буровые установки
Стационарные буровые установки характеризуются высокой мощностью и стабильностью, поскольку они монтируются на фиксированных платформах или фундаментах.
Эти установки предназначены для длительной работы на одном месте, что делает их идеальными для глубокого бурения и тяжелых условий эксплуатации. Они часто используются для эксплуатационного бурения на крупных месторождениях нефти и газа, а также для фундаментных работ в строительстве.
Переносные буровые установки
Переносные буровые установки обладают высокой мобильностью и предназначены для быстрого перемещения между буровыми точками.
Установки могут быть смонтированы на автомобильных шасси или прицепах, что позволяет легко транспортировать их по дорогам общего пользования. Некоторые модели оборудованы гусеничными ходами, что повышает их проходимость и позволяет работать в труднодоступных районах.
Переносные буровые установки особенно полезны для геологоразведочных работ, бурения водозаборных скважин и других задач, требующих оперативного развертывания и быстрого перемещения.
Самоходные буровые установки
Самоходные буровые установки оснащены собственным приводом, что позволяет им самостоятельно перемещаться между буровыми точками без необходимости использования дополнительных транспортных средств.
Самоходные установки могут быть оборудованы различными типами привода, включая гусеничный или колесный ход, что обеспечивает их высокую проходимость и адаптивность к различным условиям местности.
По типу приводных устройств
Классификация буровых установок по типу приводных устройств играет важную роль в определении их эффективности, применимости и эксплуатационных характеристик. Существуют несколько основных типов приводов, используемых в буровых установках: механический, электрический, гидравлический и пневматический.
Механические буровые установки
Механические буровые установки используют двигатели внутреннего сгорания или паровые машины для приведения в движение бурового инструмента. Эти установки передают вращательное движение через систему шкивов, ремней и передач, что обеспечивает мощность и крутящий момент, необходимые для бурения.
Электрические буровые установки
Электрические буровые установки используют электродвигатели для привода бурового инструмента. Данные установки могут работать от наземных источников питания или генераторов, что обеспечивает их высокую эффективность и точность управления.
Гидравлические буровые установки
Особенностью гидравлических установок является их высокая мощность и точность управления. Они позволяют бурить в сложных геологических условиях и под высоким давлением, а также обеспечивают плавное и стабильное бурение. Гидравлические установки широко применяются в горнодобывающей промышленности, строительстве и на буровых платформах.
Пневматические буровые установки
Пневматические буровые установки используют сжатый воздух для привода бурового инструмента. Преимущества пневматических установок включают их прочность и надежность, однако они требуют наличия мощных компрессоров для обеспечения постоянного потока сжатого воздуха.