ХІХ століття: швидкий розвиток свердловинних технологій
XIX століття стало століттям швидкого розвитку ударного буріння. Бурхливе зростання міст, зведення великих промислових підприємств потребували організації їх промислового водопостачання. На самому початку століття французький фізик Араго запропонував спосіб водопостачання Парижа артезіанськими свердловинами. У 1818 р. міністерство землеробства Франції асигнує спеціальні кошти на буріня водопідйомних свердловин. Спочатку (1840-1887 рр.) для спорудження таких свердловин застосовували ударно-штангове буріння з ручним приводом. Цим способом бурили досить глибокі артезіанські свердловини для водопостачання Парижа й інших міст. У 1846 р. французький інженер Фовель запропонував спосіб безперервного очищення свердловин – їх промивання. Суть методу полягала в тому, що з поверхні землі по трубах в свердловину насосами закачувалася вода, яка виносила шматочки породи наверх. Цей метод дуже швидко отримав визнання, тому що не вимагав зупинки буріння.
У США, навпаки, почали освоювати ударно-канатне буріння. Перша свердловина в США була пробурена для пошуків соляного розчину в 1806 р. недалеко від міста Чарлстона. В ході подальших пошуків розсолів в 1826 р. в штаті Кентукі поблизу м. Бернсвілла випадково була виявлена нафта. Саме в 30-их років ХIХ ст. американці почали застосовувати буріння для пошуків нафти. У 1859 р. цей спосіб був використаний для буріння першої в США промислової свердловини на нафту (в Пенсільванії). З цього часу і в інших місцях Північної Америки почався інтенсивний розвиток буріння свердловин на нафту ударно-канатним, так званим «Пенсільванським", способом. Буріння виконувалося за завданням фірми «Сенека ойл компані». Цей спосіб отримав розвиток і в Румунії, де його називали «Галицький». За іншими даними, перша свердловина на нафту в США була пробурена в 1863 р. в тій же Пенсільванії на «ділянці полковника Дрейка».
|
|
|
Перша нафтова свердловина в світі була споруджена на Кавказі в 1848 р. Цій події посприяв на той час член Ради Головного Управління Закавказького краю В.М. Семенов, він домігся від міністерства фінансів виділення необхідних коштів для початку бурових робіт. Події розгорталися таким чином. У грудні 1844 р. направив своєму керівництву рапорт, де писав про необхідність «... поглиблення за допомогою бура деяких колодязів ... і розвідки на нафту також за допомогою бура між балаханськими, байбатськими і кабристанськими колодязями». Як визнавав сам В.М. Семенов, цю ідею підказав йому керуючий Бакинськими і Ширванськими нафтовими і соляними промислами гірничий інженер М.І. Воскобойников. У 1846 р. міністерство фінансів виділило необхідні кошти і були розпочаті бурові роботи. Про результати буріння йдеться в доповідній записці намісника Кавказу графа Воронцова від 14 липня 1848 р .: «... на Бібі-Ейбат пробурена свердловина, в якій знайдено нафту ». Це була перша нафтова свердловина в світі. 12 Наприкінці 80-х років ХIХ ст. у м. Новий Орлеан вперше було застосовано обертальне буріння на нафту з промиванням свердловин глинистим розчином. У Росії такий метод буріння почали застосовувати лише в 1902 році.
|
|
|
Буріння на морі вперше було здійснено в Тихому океані в 1897 р. – в районі о. Сомерленд (шт. Каліфорнія, США). Правда історія буріння на морі більш давні – у 1869 р. Томас Роуланд (США) патентує бурову платформу з розсувними ногами для буріння у відкритому морі. А у 1911 р. починається застосування надводних бурильних платформ – з надводної платформи на о. Каддо Лейк (Техас) пробурена перша свердловина.
Число пробурених свердловин на нафтових промислах в кінці XIX століття стрімко зростала. Так в Баку в 1873 р. їх було 17, в 1885 р. – 165, у 1890 р. – 356, у 1895 р. – 604, то до 1901 – 1740. Одночасно значно зросла глибина нафтових свердловин. Якщо в 1872 р. вона становила 55 ... 65 м, то в 1883 р. – 105 ... 125 м, а до кінця XIX ст. досягла 425 ... 530 м.
|
|
|
У 1899 р. в Росії був запатентований електробур. Це був електродвигун, який був сполучений з долотом і був підвішений на канаті. Вже в 1938 р. була розроблена його сучасна конструкція, а через два роки таким електробуром пробурили першу свердловину.
У в 1922 р. радянським інженером М.А. Капелюшним був винайдений турбобур, що являв собою одноступінчасту гідравлічну турбіну, яка оберталася промивною рідиною.
В Україні в 1886 р. у Бориславі розпочато буріння свердловин на нафту механічним ударним способом. Пробурено перших 9 свердловин з добовим дебітом 4 т. У 1893 р. у Бориславі вперше розпочато буріння свердловин канатним способом. Вже у 1894 р. перші свердловини дали до 150 т. нафти на добу. Свердловинний спосіб видобутку в Українських Карпатах повністю витісняє колодязний. Глибина свердловин досягає 800 м. і більше. Деякі свердловини дають фонтани до 3 тис. т. нафти на добу з глибини понад 1000 м. «Галицька Каліфорнія» — Борислав в приваблювала підприємців з усієї Європи і світу.
ХХ століття
З середини ХХ століття свердловинну технологію використовують для добування руд – підземне вилуговування.
З початку 1960-х років з метою вивчення глибинної будови Землі в світі стали застосовувати надглибоке буріння (свердловини глибиною бл. 6000 м і більше). У 1984 р. на Кольському півострові пробурена найглибша в світі свердловина СГ-3 (12 066 м).
|
|
|
У другій половині ХХ ст.. свердловинні технології починають використовуватися на інших планетах Сонячної системи. У 1969 р. верше виконано ручне буріння поза планетою Земля – на Місяці в рамках програми експедиції "Аполлон" (США). 1970 року радянська автоматична міжпланетна станція "Луна-16" на Місяці провела неглибоке (35 см) колонкове буріння, отриманий 100%-ний вихід керна.
Підземне розчинення
Спосіб видобутку природних мінеральних солей (кам’яної, калійної, бішофіту) через свердловини шляхом переведення їх у водний розчин в надрах. Поряд з видобутком здійснюються збагачення, очистка (для кам’яної солі) і вибіркове вилучення (для калійних солей). Особливості Р.п. зумовлені фіз.-хім. природою і розчинністю солей, гідравлікою і гідродинамікою циркуляційних потоків, що виникають при створенні в соляному масиві підземних камер великих розмірів. Розчинення солі включає етапи: надходження розчинника до поверхні солі, взаємодія розчинника і солі (міжфазні процеси), розділення розчиненої речовини і солі (процеси дифузії).
Гірничодобувні підприємства, що здійснюють підземний видобуток солі способом Р.п., називаються розсолопромислами і являють собою комплекс наземних і підземних виробничих об’єктів, що забезпечують безперервний видобуток і подачу розсолу споживачеві. Основні технологічні споруди розсолопромислу – свердловини підземного розчинення (СПР). Конструкція свердловин вибирається виходячи з особливостей геол. будови покладу, гідрогеологічних умов, фізико-механічних характеристик порід і ін. умов. СПР розрізняються з урахуванням способу управління процесом розчинення (прямотечійні, протитечійні, гідроврубові, пошарового розчинення), систем розробки (індивідуальні, взаємодіючі), способу розкриття соляних покладів (вертикальні, похилі, похило-горизонтальні). У залежності від порядку відробки соляних родовищ і способу управління гірничим тиском виділяються системи камерного і суцільного розчинення. При камерних системах Р.п. ведуть в ізольованих камерах через індивідуальні або взаємодіючі свердловини, між якими залишаються цілики. Активно впроваджується в пром. практику спосіб поетапної виїмки, що передбачає спочатку відпрацювання камер через індивідуальні свердловини, а потім підключення нових свердловин до об’ємів діючих камер. Цей спосіб дозволяє здійснити доробку запасів, що залишаються в міжкамерних ціликах.
Для відпрацювання малопотужних покладів кам’яної солі застосовується суцільна система. При цьому ділянка родовища розкривається групою свердловин, які сполучаються між собою біля підошви покладу для утворення єдиного штучного розсільного горизонту. Відпрацювання запасів ділянки здійснюється шляхом нагнітання води у водоприймальні свердловини і відбору розсолу із забірних свердловин. При використанні Р.п. продуктивність праці в 4 рази вища, а питомі кап. витрати в 7 разів менші в порівнянні з шахтним способом видобутку солей.
Камери Р.п. використовуються для підземного зберігання нафтопродуктів і зріджених газів, захоронення відходів промислових підприємств, організації підземної очистки розсолу.
Свердловинний гідровидобуток
Спосіб підземної гідравлічної розробки родовищ твердих корисних копалин, при якому вони переводяться на місці залягання вгідросуміш.
Осн. технологічні процеси при С.г.: розкриття родов. за допомогою свердловин; гідравлічне руйнування (розмив) напірним струменем води (в осушеному або затопленому очисному просторі), дезинтеграція гірських порід і утворення гідросуміші; транспортування (самопливне або напірне) гідросуміші від вибою до пульпоприймальної свердловини (виробки); підйом гідросуміші на поверхню; збагачення; складування хвостів збагачення; прояснення оборотної води і водопостачання; управління гірничим тиском.
Спосіб С.г. використовувався при розробці родов. фосфоритів і пісків для скляної пром-сті в 60-х рр. ХХ ст. в Польщі, розсипного золота в 70-х рр. в Канаді. З 1970 в США серійно випускають установки С.г., що використовуються для видобутку м'яких бокситових руд, нафтоносних пісковиків, урану.
Свердловинний гідровидобуток може застосовуватися:
· як самостійний спосіб розробки родовищ;
· у комбінації з подальшим вилуговуванням підземним;
· для розвідки осадових і розсипних родов. у складних гірничо-геол. умовах, що дозволяють підвищити точність геолого-розвідувальних даних і підіймати великі технологічні проби (до 100 т і більше).
СГВ найбільш ефективний для розробки пухких гірських порід та слабозцементованих руд. Видобувним полігоном є частина родовища, підготовлена для експлуатації, тобто ділянка, що оббурена видобувними свердловинами і має під'їзні дороги та комунікації для постачання видобувним аґреґатам води, повітря, електроенергії, а також трубопроводів для транспортування гідросуміші.
Способи руйнування масиву руди в основному залежать від його міцності. Відрив частинок, пухких і слабозцементованих руд можна здійснювати створенням фільтраційного потоку з необхідною величиною гідравлічного ґрадієнта в пласті. Найдоцільніше руйнувати зв'язані породи гідромоніторним струменем води. Інтенсифікація процесу руйнування можлива дією вібрації, вибуху, хімічного або мікробіологічного розкладання цементуючої речовини.
Зруйнована руда доставляється до всасу насоса самопливом. Видача гідросуміші на поверхню здійснюється за допомогою гідроелеватора, ерліфта, землесоса або створенням протитиску води або повітря, що нагнітається в поклад.
Управління процесом видобутку здійснюється з поверхні шляхом зміни витрати і тиску робочих агентів, а також місць дії робочого агенту і відбору корисної копалини. Вибір параметрів технологічного процесу СГВ визначається геотехнологічною властивістю корисної копалини і фізико-геологічною обстановкою.
Вилуговування підземне
Спосіб розробки рудних родов. вибірковим переведенням корисних копалин в рідку фазу внадрах з подальшою переробкою розчинів, що містять метали.
Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 124; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!