Буровая установка

Что это

Буровая установка — это инженерный комплекс машин, механизмов и сооружений, предназначенный для бурения скважин в земной коре. Установка позволяет проникать на глубину от нескольких десятков метров до 12 км и более — в зависимости от задачи. Применяется при добыче нефти и газа, разведке месторождений, строительстве водозаборных скважин, а также в горнодобывающей промышленности. По сути, это временный или стационарный завод на точке бурения, где всё подчинено одной задаче — прорезать породу и удержать скважину в рабочем состоянии.

Зачем это нужно

Без буровых установок невозможна современная нефтегазовая отрасль. Первая промышленная скважина была пробурена в 1859 году в Пенсильвании Эдвином Дрейком — глубина составила всего 21 метр. С тех пор технологии ушли далеко вперёд: сегодня морские буровые платформы работают на глубинах воды свыше 3000 метров, а сама скважина уходит ещё на несколько километров вниз. Буровые установки нужны везде, где человеку необходимо добраться до ресурсов или информации о строении земли: от поиска питьевой воды в засушливых регионах до разведки литиевых месторождений для производства аккумуляторов.

Как это работает

Принцип работы большинства установок — вращательное бурение: долото на конце бурильной колонны вращается и разрушает породу. Разрушенная порода (шлам) выносится на поверхность буровым раствором, который одновременно охлаждает долото и удерживает стенки скважины от обрушения. Основные компоненты установки:

• Вышка (мачта) — несущая конструкция высотой 20–60 м, удерживает бурильную колонну и талевую систему.
• Ротор или верхний привод — передаёт вращение на бурильную трубу.
• Буровой насос — закачивает буровой раствор в скважину под давлением до 50 МПа.
• Бурильная колонна — набор труб, соединяющих поверхность с долотом.
• Долото — режущий инструмент на конце колонны; бывает шарошечным, алмазным, PDC.
• Система очистки раствора — вибросита, центрифуги, дегазаторы для повторного использования бурового раствора.
• Превентор (BOP) — устройство аварийного перекрытия скважины при выбросе пластового давления.

Примеры применения

• Нефтяные и газовые скважины — основное применение. Установки класса 5000–8000 м бурят большинство эксплуатационных скважин в России, Саудовской Аравии, США.
• Морское бурение — платформы типа jack-up (самоподъёмные) и полупогружные работают в Северном море, Персидском заливе, на шельфе Сахалина.
• Геологоразведка — лёгкие мобильные установки на базе грузовика бурят параметрические скважины глубиной 300–2000 м для изучения строения пластов.
• Водоснабжение — малогабаритные установки бурят артезианские скважины глубиной 50–300 м для частных домов, сельского хозяйства, муниципальных нужд.
• Горнодобывающая промышленность — буровзрывные установки готовят шпуры и скважины в карьерах для последующего взрыва породы.

Связанные понятия

• Буровой раствор — рабочая жидкость, циркулирующая в скважине во время бурения.
• Обсадная колонна — стальные трубы, которыми крепят стенки скважины после бурения.
• Долото — режущий инструмент, непосредственно разрушающий породу.
• Превентор (BOP, Blowout Preventer) — система аварийного закрытия устья скважины.
• Куст скважин — группа скважин, пробурённых с одной площадки под разными углами.
• Наклонно-направленное бурение — технология, при которой скважина отклоняется от вертикали для достижения удалённых точек пласта.
• Морская буровая платформа — плавучая или стационарная конструкция для бурения на шельфе.

Частые мифы

Распространённое заблуждение — что буровая установка и нефтяная вышка это одно и то же. На самом деле вышка — лишь один элемент установки, её несущая конструкция. Ещё один миф: установка остаётся на месте навсегда. В реальности большинство буровых установок — мобильные комплексы: после завершения бурения оборудование демонтируют и перевозят на следующую точку. Стационарными остаются только некоторые морские платформы и наземные кусты в труднодоступных районах.