title-icon
Яндекс.Метрика
» » Сверхглубокое бурение скважин

Сверхглубокое бурение скважин

Все минеральные и энергетические ресурсы, в том числе и атомную энергию, человек получает путем разработки месторождений полезных ископаемых. Интенсивное развитие промышленности сопровождается огромным потреблением минерального сырья и энергии. Запасы же последних постепенно истощаются. В связи с этим возникает необходимость проникать все глубже в недра Земли с целью поисков новых месторождений полезных ископаемых и источников энергии.
Для эффективного поиска месторождений, не имеющих выхода на поверхность земли, необходим точный прогноз, базирующийся на четких представлениях об условиях образования месторождений полезных ископаемых. Образование же и скопление полезных ископаемых в большой степени обусловлено процессами, происходящими в недрах, движениями земной коры, а также другими геологическими, геофизическими и геохимическими явлениями.
По геофизическим данным, земная кора условно разделяется на «гранитный» и «базальтовый» слои и подстилается верхней мантией. Земная кора континентов имеет мощность 35—40 км. В некоторых местах она снижается до 15—20 км и возрастает до 80—100 км (особенно в горных районах).
В настоящее время хорошо известно, из чего состоит «гранитный» слой. Состав и происхождение «базальтового» слоя менее изучены. Нет прямых сведений о горных породах, расположенных на больших глубинах; остается загадкой состав и агрегатное состояние мантии. Неизвестно, как по мере удаления от земной поверхности изменяются состав и физические свойства горных пород. Глубокие недра Земли таят неведомые минеральные и энергетические ресурсы. Кроме того, исследования глубин Земли помогут дать ключ к пониманию происхождения нашей планеты.
В 1938 г. в США (штат Калифорния) была пробурена скважина глубиной 4575 м, которая стала условным маркирующим пределом. Скважины большей глубины считаются глубокими, а начиная с 6000 м — сверхглубокими.
В нашей стране проблема комплексного освоения глубинных недр Земли решается в несколько этапов. На первом этапе при помощи стандартного оборудования сооружаются скважины глубиной до 7000 м. В 1967 г. была пробурена Медведовская (в Краснодарском крае) скважина глубиной 6323 м, в 1968 г. — глубиной 6521 м на Шаховой косе близ г. Баку и глубиной 6806 м, расположенная в центральной части Прикаспийской низменности к северу от озера Арал-Сор. В 1970 г. пробурена Teмиргоевская скважина в Краснодарском крае глубиной 6012 м, в 1973 г. — Шевченковская на Украине глубиной 7024 м.
25 мая 1970 г. была заложена сверхглубокая скважина СГ-3 на Кольском полуострове (рис. 93) Первый этап бурения этой скважины был закопчен в апреле 1975 г. на глубине 7263 м. С 1976 г. осуществляется второй этап бурения скважины. Она должна пересечь границу «гранитного» и «базальтового» слоев. В декабре 1983 г. скважина СГ-3 пересекла отметку 12-километровой глубины.
На окраине городка Саатлы в Муганской степи Азербайджана с 1977 г. ведется второй этап бурения еще одной сверхглубокой скважины.
Первый этап бурения скважины СГ-3 осуществлялся стандартной буровой установкой «Уралмаш-4Э». Для второго этапа бурения применяется установка «Уралмаш-15000» грузоподъемностью 4000 кН.

Оборудование этой установки расположено в четырех блоках: вышечно-лебедочном, энергетическом, насосном и дополни тельном насосном. В вышечно-лебедочном блоке установлены буровая лебедка ЛБУ-3000 с регулятором подачи долота, ротор P-760, а также четыре компрессора КСЭ-5М и BШ-6/10. Буровая вышка ВБА-58х400 высотой 58 м (СПО ведут бурильными свечами длиной 37 м) представляет собой стальную конструкцию прямоугольной формы.
В первом насосном блоке расположены три буровых насоса У8-7М с максимальной подачей 50,2*10в-3 м3/с и давлением до 32 МПа. Размещенные во втором насосном блоке два насоса УНБ-1250 имеют максимальную подачу 51,4*10в-3 м3/с и давление до 40 МПа.
Установка приводится электродвигателями общей мощностью 29 500 кВт. Ротор, буровые насосы и лебедка имеют индивидуальный регулируемый привод постоянного тока.
Скважину бурят трехсекционным шпиндельным турбобуром А7ГТШ-1. Для отбора керна используется трехсекционное шпиндельное турбодолото КТД4С-195-214/60—80, по конструкции аналогичное шпиндельному турбобуру ЗTCШ-195 Работая этим турбодолотом, можно применять несъемную грунтоноску для по лучения керна диаметром 80 мм, а также — съемную для получения керна диаметром 60 мм.
В качестве породоразрушающих инструментов при бурении Кольской скважины применялись трех-, четырех- и шестишарошечные бурильные головки с вооружением шарошек твердо-сплавными зубками, а также бурильная головка с шестью секторами, оснащенными породоразрушающими элементами из сверхтвердого материала — славутича.
При бурении СГ-3 использовали легкосплавные бурильные трубы ЛБТВК-147 со стальиыми замками, а также (в обложенных условиях) бурильные трубы ТБВК-140 из стали группы прочности Р.
Промывка скважины ведется глинистым эмульсионным раствором плотностью 1120—1150 кг/м3, вязкостью 30—100 с и водоотдачей 5—8 см3/30 мин.
Кольскую сверхглубокую скважину продолжают бурить. Бурение и исследования Саатлинской скважины будут продолжаться до глубины 11 000 м.
В процессе бурения Кольской и Саатлинской скважин решены многие важные технологические проблемы сверхглубокого бурения, создана новая техника.
В результате исследований, проведенных при бурении скважины СГ-3, получены материалы о строении земной коры и состоянии пород па больших глубинах, а также принципиально новые данные о процессах рудообразования в глубинных слоях земной коры.
Предусматривается, что Кольская сверхглубокая скважина после окончания ее бурения будет превращена в природную лабораторию для исследования глубинных процессов, протекающих в земной коре.
В дальнейшем намечено заложение сверхглубоких скважин на площади Прикаспийской впадины, на Урале, в Закавказье, в центральных областях Восточно-Европейской платформы, в Восточной Сибири, на Тянь-Шане, в Тюменской области, на Курильских островах, в Карелии.
В комплексе с геофизическими исследованиями результаты сверхглубокого бурения позволят на более высоком уровне достоверности обосновать направление поисковых и разведочных работ па 1990—2000 гг.

title-icon Подобные новости