История вращательного бурения.

История развития буровых работ.

1-й этап.14-м веке до нашей эры (некоторые авторы утверждают, что в Китае были пробурены скважины глубиной более 1200 м). В основе китайского опыта бурения было применение легких, но прочных бамбуковых труб и ударного способа разрушения породы на забое (долблением). 2-й этап. в 1847 году В.Н. Семенов в Баку, в районе Биби-Эйбат, пробурил скважину на нефть, опередив американских буровиков на 12 лет. К концу 1865 года на левом берегу реки Кудако было пробурено 50 фонтанирующих нефтью скважин. один из первых в мире нефтеперегонных заводов, производящий около 800 тыс. ведер керосина в год.

3-й этап. Последний рекорд глубины ударного способа бурения был достигнут в США в 1925 году и составил 2330 м. Ударное бурение стало постепенно вытесняться роторным[i]. Начиная с 1935 года, когда средняя глубина скважин по стране превысила 1000 м, этот способ в нефтяном бурении перестали применять. Потребность в нефти в стране и во всем мире быстро нарастала, нужно было для ее добычи пробурить много скважин, но быстро и дешево бурить при ударном способе разрушения было невозможно.

История вращательного бурения.

В 1714 году некий Леман из Лейпцига опубликовал описание штангового вращательного бурения.

В 1815 году предпринята попытка усовершенствовать ударно-канатный способ бурения применением промывки для очистки забоя скважины.

Изобретатели, таким образом, стремились совместить две операции: разрушение забоя и его очистку, которые при ударном способе бурения осуществляется последовательно.

Для создания конкурентоспособного ударному роторного способа бурения требовалось разработать пригодный для вращательного способа породоразрушающий инструмент (долото) и его вращатель.

Еще в 1878 году было запатентовано двухшарошечное долото, а в 1909 году появилось двухшарошечное долото с конусными шарошками. Исключительно знаменательным для бурения стал 1911 год: американская фирма “Юз” впервые выпустила на рынок трехшарошечные долота. Через 22 года, в 1932 году, в опорах шарошек долот стали применяться шариковые и роликовые подшипники, и наконец, в 1935 году, почти через 25 лет после изобретения трехшарошечного долота появились шарошечные долота со смещенными осями шарошек, пригодные для бурения любых по механическим свойствам
пород.

Вращатели иного типа - забойные - изобретены почти одновременно с ротором. В 1890 году инженер К.Г. Симченко изобрел первый в мире турбобур. Начался продолжающийся до сих пор
4-й этап, этап интенсивного развития и широкого применения вращательного способа бурения.

Параллельно с созданием долота для роторного бурения интенсивно разрабатывались конструкции и налаживался выпуск (преимущественно в США) бурильных труб для роторного бурения.

Во всем мире, в том числе и в СССР, до 1935 года роторное бурение, вытесняющее постепенно ударное, применялось в “усеченном” варианте: в сочетании только с лопастными долотами. Первая нефтяная скважина роторным способом пробурена в 1895 году в США (штат Техас). Опыт варианта роторного бурения без шарошечного долота оказался очень полезным. Дело в том, что лопастные долота, работающие только в режиме внедрения режущей части лопастей в породу, требуют приложения к трубам повышенных по сравнению с шарошечными долотами крутящих моментов. Промышленности потребовались бурильные трубы и вращатели повышенной прочности и надежности. И такие трубы были созданы.

Появление в 1935 году трехшарошечных долот с опорами качения и смещенными осями шарошек завершило формирование нового роторного способа бурения, что можно расценить как техническую революцию в бурении, равную по влиянию с изобретением ударного способа бурения в Китае. За истекшие почти 65 лет применения и развития его во всем мире не произошло ничего принципиально нового, за исключением, пожалуй, одного: промывки забоя высоконапорными (гидромониторными) струями (1948 г., США). Подробнее об этом чуть позже.