Уда́рно-кана́тне бурі́ння (рос. бурение ударноканатное, англ. cable-pensylvanian drilling, cable-churn drilling, churn drilling; нім. Stoßseilbohren)) — ударне буріння, яке здійснюється буровим снарядом, який спускається на канаті (масою 500—2500 кг з висоти 300—1000 мм з частотою 45-60 хв-1).
Історія
Ударно-канатне буріння в світі
Ударно-канатне буріння з'явилося понад 2 тис. років тому в Китаї для видобутку соляних розчинів. Буріння велося долотом, що опускався у свердловину на очеретяному канаті. До кінця XIX в. Б.у.-к. було практично єдиним способом буріння.
Дослідник зі США К.С. Том так описує процес буріння: «Китайський метод глибокого буріння використовував групу чоловіків, які стрибали по брусу бурового долота, в той час, як буровий інструмент обертався буйволами і биками». Цікаво, що, як повідомляє К.С. Том, цей же метод використовувався для видобутку нафти в Каліфорнії в 1860-і роки (процес називали «копати ногами вниз» – англ. «Kicking Her Down»).
У міжвоєнний період відбувалася суттєва модернізація технології буріння: були механізовані деякі важкі й небезпечні операції, вдосконалено техніку й ефективність ізоляції припливу глибинних вод, удосконалено технологію спуску обсадних труб у свердловину, а також вимірювання відхилення осі свердловини від вертикалі, впроваджено використання «шурфу» під час виконання операції нарощування інструменту й заміни долота, опрацьовані робочі інструкції. Перехід на ударно-канатний спосіб буріння швидше відбувався у великих фірмах. Невеликі фірми із застарілим канадським устаткуванням і дешевою робочою силою лише чинили опір упровадженню цього способу. У 30-ті роки ХХ сторіччя із застосуванням ударного механічного буріння була пробурена найглибша свердловина в Польщі, можливо й у Європі, «Піонер-1» на Орові у Бориславі глибиною 2274 м.
Ударно-канатне буріння в Україні
Див. також Історія ударно-канатного буріння в Україні
У 1870 році в Бориславі уже застосовували ударно-канатне буріння. Але внаслідок відсутності устаткування й досвіду цей метод буріння не сприйняли прихильники канадського способу і, внаслідок цього, він не набув поширення на Прикарпатті у XIX столітті. Особливістю ударно-канатного буріння є застосування тросів замість штанг. Після Першої світової війни деякий час застосовували ударно-штангові бурові машини й обладнання, що збереглися з передвоєнної пори. Перелом на користь канатної системи відбувся у 1920-х роках, коли на Прикарпатті з’явилися фахівці нової генерації – випускники Краківської гірничо-металургійної академії та нафтового факультету Львівського політехнічного інституту, які почали запроваджувати новий, ударно-канатний спосіб буріння.
Сучасне застосування
З усіх різновидів ударного буріння сьогодні застосовується лише ударно-канатне. На рис. показана його технологічна схема. Цей спосіб буріння застосовується у вугільній і гірничорудній промисловості при інженерно-геологічних пошуках, бурінні свердловин на воду та для вибухових робіт.
При загальмованому барабані інструментальної лебідки 13, на якому закріплений кінець каната, шатунно-кривошипним механізмом 14 і 15 балансирна рама приводиться в коливальний рух відносно осі напрямного ролика 12. Відтяжний ролик балансирної рами, опускаючись, натягує канат та піднімає снаряд над вибоєм. Піднімаючись угору, ролик 10 звільнює канат, і снаряд під власною вагою падає на вибій, руйнуючи долотом породу.
У міру поглиблення свердловини канат подовжують, змотуючи його з барабана 13. Долото повертається під час роботи само по собі, тому що канат розкручується під навантаженням під час підйому бурового снаряда і скручується при знятті навантаження під час удару долота об породу.
У міру накопичення на вибої зруйнованої породи (шламу) виникає необхідність в очищенні вибою свердловини. Для цього піднімають буровий снаряд із свердловини й опускають у неї жолонку, що має форму видовженого відра з клапаном у днищі. При зануренні жолонки в суміш рідини та розбурених частинок породи клапан відкривається і жолонка заповнюється цією сумішшю. При підйомі жолонки клапан закривається. Підняту на поверхню зашламовану рідину виливають у збірну ємність. Жолонку спускають у свердловину до повного очищення вибою. Після очищення вибою у свердловину опускають буровий сна-ряд і процес буріння продовжується.
Ефективність руйнування породи при ударно-канатному способі буріння прямо пропорційна масі бурового снаряда, висоті його падіння, прискоренню падіння, кількості ударів долота об вибій за одиницю часу й обернено пропорційна квадрату діаметра свердловини. Однак при всіх інших рівних факторах продуктивність ударно-канатного буріння значною мірою залежить від правильності вибору для цієї породи типу долота та його якості.
Для ударно-канатного буріння випускають самохідні й стаціо-нарні верстати, що дозволяють бурити свердловини глибиною до 500 м. Вони мають порівняно невелику масу (7 – 20 т), і тому їх можна легко перевозити з місця на місце, що дуже важливо для організації бурових робіт у важкодоступних і віддалених районах.
Див. також
Література
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.
- Білецький В. С. Основи нафтогазової справи / В. С. Білецький, В. М. Орловський, В. І. Дмитренко, А. М. Похилко. – Полтава : ПолтНТУ, Київ : ФОП Халіков Р.Х., 2017. – 312 с.
- Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу. Тт. 1-2, 2004–2006 рр. 560 + 800 с.
- Коцкулич Я. С., Кочкодан Я. М. Буріння нафтових і газових свердловин. – Коломия: 1999. – 504 с.
- Мислюк М.А., Рибчич І.Й, Яремійчук Р.С. Буріння свердловин: Довідник. – К.: Інтерпрес ЛТД, 2002. – ТТ.1,2,3,4,5.
- Яремійчук Р.С, Возний В.Р. Основи гірничого виробництва. Підручник.-Київ, Українська книга, 2000.-с.360.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Uda rno kana tne buri nnya ros burenie udarnokanatnoe angl cable pensylvanian drilling cable churn drilling churn drilling nim Stossseilbohren udarne burinnya yake zdijsnyuyetsya burovim snaryadom yakij spuskayetsya na kanati masoyu 500 2500 kg z visoti 300 1000 mm z chastotoyu 45 60 hv 1 Shema udarno kanatnogo burinnya 1 doloto 2 udarna shtanga 3 rozsuvna shtanga nozhici 4 kanatnij zamok 5 instrumentalnij kanat 6 kanat 7 golovnij rolik 8 amortizator 9 shogla 10 vidtyazhnij rolik 11 balansirna rama 12 napryamnij rolik 13 instrumentalna lebidka 14 15 shatunno krivoshipnij mehanizm 16 baraban 17 zholonkaIstoriyaUdarno kanatne burinnya v sviti Udarno kanatne burinnya z yavilosya ponad 2 tis rokiv tomu v Kitayi dlya vidobutku solyanih rozchiniv Burinnya velosya dolotom sho opuskavsya u sverdlovinu na ocheretyanomu kanati Do kincya XIX v B u k bulo praktichno yedinim sposobom burinnya Doslidnik zi SShA K S Tom tak opisuye proces burinnya Kitajskij metod glibokogo burinnya vikoristovuvav grupu cholovikiv yaki stribali po brusu burovogo dolota v toj chas yak burovij instrument obertavsya bujvolami i bikami Cikavo sho yak povidomlyaye K S Tom cej zhe metod vikoristovuvavsya dlya vidobutku nafti v Kaliforniyi v 1860 i roki proces nazivali kopati nogami vniz angl Kicking Her Down U mizhvoyennij period vidbuvalasya suttyeva modernizaciya tehnologiyi burinnya buli mehanizovani deyaki vazhki j nebezpechni operaciyi vdoskonaleno tehniku j efektivnist izolyaciyi priplivu glibinnih vod udoskonaleno tehnologiyu spusku obsadnih trub u sverdlovinu a takozh vimiryuvannya vidhilennya osi sverdlovini vid vertikali vprovadzheno vikoristannya shurfu pid chas vikonannya operaciyi naroshuvannya instrumentu j zamini dolota opracovani robochi instrukciyi Perehid na udarno kanatnij sposib burinnya shvidshe vidbuvavsya u velikih firmah Neveliki firmi iz zastarilim kanadskim ustatkuvannyam i deshevoyu robochoyu siloyu lishe chinili opir uprovadzhennyu cogo sposobu U 30 ti roki HH storichchya iz zastosuvannyam udarnogo mehanichnogo burinnya bula proburena najglibsha sverdlovina v Polshi mozhlivo j u Yevropi Pioner 1 na Orovi u Borislavi glibinoyu 2274 m Udarno kanatne burinnya v Ukrayini Div takozh Istoriya udarno kanatnogo burinnya v Ukrayini U 1870 roci v Borislavi uzhe zastosovuvali udarno kanatne burinnya Ale vnaslidok vidsutnosti ustatkuvannya j dosvidu cej metod burinnya ne sprijnyali prihilniki kanadskogo sposobu i vnaslidok cogo vin ne nabuv poshirennya na Prikarpatti u XIX stolitti Osoblivistyu udarno kanatnogo burinnya ye zastosuvannya trosiv zamist shtang Pislya Pershoyi svitovoyi vijni deyakij chas zastosovuvali udarno shtangovi burovi mashini j obladnannya sho zbereglisya z peredvoyennoyi pori Perelom na korist kanatnoyi sistemi vidbuvsya u 1920 h rokah koli na Prikarpatti z yavilisya fahivci novoyi generaciyi vipuskniki Krakivskoyi girnicho metalurgijnoyi akademiyi ta naftovogo fakultetu Lvivskogo politehnichnogo institutu yaki pochali zaprovadzhuvati novij udarno kanatnij sposib burinnya Suchasne zastosuvannyaZ usih riznovidiv udarnogo burinnya sogodni zastosovuyetsya lishe udarno kanatne Na ris pokazana jogo tehnologichna shema Cej sposib burinnya zastosovuyetsya u vugilnij i girnichorudnij promislovosti pri inzhenerno geologichnih poshukah burinni sverdlovin na vodu ta dlya vibuhovih robit Pri zagalmovanomu barabani instrumentalnoyi lebidki 13 na yakomu zakriplenij kinec kanata shatunno krivoshipnim mehanizmom 14 i 15 balansirna rama privoditsya v kolivalnij ruh vidnosno osi napryamnogo rolika 12 Vidtyazhnij rolik balansirnoyi rami opuskayuchis natyaguye kanat ta pidnimaye snaryad nad viboyem Pidnimayuchis ugoru rolik 10 zvilnyuye kanat i snaryad pid vlasnoyu vagoyu padaye na vibij rujnuyuchi dolotom porodu U miru pogliblennya sverdlovini kanat podovzhuyut zmotuyuchi jogo z barabana 13 Doloto povertayetsya pid chas roboti samo po sobi tomu sho kanat rozkruchuyetsya pid navantazhennyam pid chas pidjomu burovogo snaryada i skruchuyetsya pri znyatti navantazhennya pid chas udaru dolota ob porodu U miru nakopichennya na viboyi zrujnovanoyi porodi shlamu vinikaye neobhidnist v ochishenni viboyu sverdlovini Dlya cogo pidnimayut burovij snaryad iz sverdlovini j opuskayut u neyi zholonku sho maye formu vidovzhenogo vidra z klapanom u dnishi Pri zanurenni zholonki v sumish ridini ta rozburenih chastinok porodi klapan vidkrivayetsya i zholonka zapovnyuyetsya ciyeyu sumishshyu Pri pidjomi zholonki klapan zakrivayetsya Pidnyatu na poverhnyu zashlamovanu ridinu vilivayut u zbirnu yemnist Zholonku spuskayut u sverdlovinu do povnogo ochishennya viboyu Pislya ochishennya viboyu u sverdlovinu opuskayut burovij sna ryad i proces burinnya prodovzhuyetsya Efektivnist rujnuvannya porodi pri udarno kanatnomu sposobi burinnya pryamo proporcijna masi burovogo snaryada visoti jogo padinnya priskorennyu padinnya kilkosti udariv dolota ob vibij za odinicyu chasu j oberneno proporcijna kvadratu diametra sverdlovini Odnak pri vsih inshih rivnih faktorah produktivnist udarno kanatnogo burinnya znachnoyu miroyu zalezhit vid pravilnosti viboru dlya ciyeyi porodi tipu dolota ta jogo yakosti Dlya udarno kanatnogo burinnya vipuskayut samohidni j stacio narni verstati sho dozvolyayut buriti sverdlovini glibinoyu do 500 m Voni mayut porivnyano neveliku masu 7 20 t i tomu yih mozhna legko perevoziti z miscya na misce sho duzhe vazhlivo dlya organizaciyi burovih robit u vazhkodostupnih i viddalenih rajonah Div takozhBurinnya Istoriya udarno kanatnogo burinnya v UkrayiniLiteraturaMala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Shidnij vidavnichij dim 2013 T 3 S Ya 644 s Bileckij V S Osnovi naftogazovoyi spravi V S Bileckij V M Orlovskij V I Dmitrenko A M Pohilko Poltava PoltNTU Kiyiv FOP Halikov R H 2017 312 s Bojko V S Bojko R V Tlumachno terminologichnij slovnik dovidnik z nafti i gazu Tt 1 2 2004 2006 rr 560 800 s Kockulich Ya S Kochkodan Ya M Burinnya naftovih i gazovih sverdlovin Kolomiya 1999 504 s Mislyuk M A Ribchich I J Yaremijchuk R S Burinnya sverdlovin Dovidnik K Interpres LTD 2002 TT 1 2 3 4 5 Yaremijchuk R S Voznij V R Osnovi girnichogo virobnictva Pidruchnik Kiyiv Ukrayinska kniga 2000 s 360 ISBN 966 7327 52 3