Буровая вышка

Что это

Буровая вышка — стальная башенная конструкция, которую устанавливают над точкой бурения скважины. Её главная задача — удерживать кронблок и талевую систему, через которую поднимают и опускают бурильную колонну весом от нескольких десятков до сотен тонн. Вышка не бурит сама по себе: она лишь несущий элемент всего бурового комплекса, без которого невозможно управлять инструментом на глубине в несколько километров. Высота промышленных вышек варьируется от 18 до 60 метров и выше — в зависимости от глубины планируемой скважины и длины свечей бурильных труб.

Зачем это нужно

Первые нефтяные скважины в XIX веке бурили с помощью деревянных вышек — именно такие конструкции стояли на промыслах Баку и в Пенсильвании после знаменитой скважины Дрейка 1859 года. С ростом глубин бурения деревянные башни уступили место стальным фермам. Сегодня без вышки невозможно пробурить скважину глубже нескольких сотен метров: чем глубже скважина, тем длиннее колонна труб и тем выше должна быть конструкция, чтобы поднимать трубы секциями — так называемыми свечами длиной 25–27 метров. На шельфе вышки монтируют на плавучих буровых установках и полупогружных платформах, что делает их ещё более сложными инженерными объектами.

Как это работает

Вышка работает в связке с остальным буровым оборудованием. Основные элементы и принцип их взаимодействия:

• Кронблок — неподвижный блок на вершине вышки, через который перекинут стальной канат талевой системы.
• Талевый блок и крюк — подвижная часть системы, к которой крепится вертлюг и бурильная колонна. Полиспастная система снижает нагрузку на лебёдку.
• Лебёдка (буровая лебёдка) — приводной механизм у основания вышки, который наматывает или отпускает канат, поднимая или опуская колонну.
• Стол ротора или верхний привод — вращают бурильную колонну, передавая крутящий момент на долото.
• Подсвечник — площадка внутри вышки, где в вертикальном положении хранят свечи труб во время спуско-подъёмных операций.

Примеры

• Наземные вышки на месторождениях Западной Сибири — стандартная высота 41–53 метра, рассчитаны на глубины скважин 3000–5000 метров.
• Вышки на морских платформах типа «Приразломная» в Печорском море — интегрированы в корпус платформы и работают в условиях арктического климата.
• Самоподъёмные буровые установки (СПБУ) в Каспийском море — вышка монтируется на платформе, которая поднимается над водой на стальных опорах.
• Мобильные буровые установки (МБУ) для разведочного бурения — компактные вышки высотой 18–28 метров, которые перевозят на трейлерах и монтируют за несколько суток.
• Вышки для бурения на сланцевый газ в США — часто используют кластерное бурение, когда одна вышка последовательно бурит несколько наклонно-направленных скважин с одной площадки.

Связанные понятия

• Буровая установка — весь комплекс оборудования, частью которого является вышка.
• Бурильная колонна — система труб, передающих вращение и нагрузку на долото.
• Долото — режущий инструмент на конце колонны, непосредственно разрушающий породу.
• Спуско-подъёмные операции (СПО) — процесс извлечения и повторного спуска колонны для смены долота или каротажа.
• Превентор — устройство безопасности на устье скважины, перекрывающее её в аварийной ситуации.
• Морская буровая платформа — плавучее или стационарное сооружение с буровой вышкой для работы на шельфе.

Частые ошибки и мифы

Буровую вышку часто путают с буровой установкой целиком — это неточно. Вышка — лишь несущая металлоконструкция, тогда как установка включает ещё лебёдку, насосы, систему очистки бурового раствора, генераторы и десятки других узлов. Ещё один распространённый миф: вышку якобы оставляют на месте после завершения бурения. На практике большинство вышек демонтируют и перевозят на новую точку — особенно это касается мобильных установок. Постоянные вышки-качалки, которые можно увидеть на старых месторождениях, — это уже эксплуатационное оборудование для добычи, а не буровые конструкции в строгом смысле слова.