Бурение нефтяных и газовых скважин

 В 1865 г. бакинский инженер Иваницкий предложил применять глубинный поршневой насос, который приводился в движение вручную, конной тягой или паровой машиной. Он создал глубинный насос для выкачивания нефти. Принцип его действия был известен на Кавказе. Но только в 1874 году насос применили на нефтепромысле в Грузии, а в 1876 году— на промысле Вермишева в Баку. Однако и после этого он не получил широкого распространения в России. Владельцы промыслов, не желая тратить средства, время и силы на техническое оснащение работ, получали прибыли, жестоко эксплуатируя рабочих. Выступая против насосов в Баку, они ссылались на то, что насосы «стоят очень дорого, а починка их затруднительна вследствие отсутствия механических приспособлений». В 1913 г. на долю тартального способа (желонки) приходилось 95% всей добытой в России нефти - такова печальная статистика, отражающая положение вещей в нефтедобывающей промышленности того времени.

Однако в Америке нефонтанирующие скважины уже с 1865 г. эксплуатировались глубинными насосами. Подобные насосы были распространены, например, в Германии. Поршень насоса приводился в движение штангой, соединенной с тем же балансиром, который использовался для проводки скважины ударным бурением. Интересно то, что современные станки-качалки конструктивно произошли от ранних буровых станков ударного действия. На некоторых скважинах ставили железный балансир, предназначенный специально для насоса. Приводом в большинстве случаев служил двигатель внутреннего сгорания, работавший на газе, выходящем из скважины попутно с нефтью.

В 70-х годах XIX века выдающийся русский изобретатель В. Г. Шухов (1853—1939) предложил использовать сжатый воздух для подъема нефти (эрлифт). Однако нежелание предпринимателей вводить усовершенствования в нефтяную промышленность тормозило внедрение этого изобретения. В 1886 г. предложение В. Г. Шухова поддержал Д. И. Менделеев. В 1897 г. изобретение В. Г. Шухова, компрессорная добыча нефти, наконец-то было испытано в Баку. Схема подъемного устройства очень проста. В скважину опущены две трубы, по одной закачивается при помощи компрессора сжатый воздух, по другой поднимается эмульсия из воздуха и нефти. Трубы могли располагаться рядом или концентрично. Несмотря на огромные преимущества, эрлифт не получил широкого распространения при добыче нефти. Даже наиболее передовая в техническом отношении фирма «Нобель» в 1911 г. насчитывала на промыслах всего 15 маломощных компрессоров, приводимых в действие паровыми машинами.

В 1914 г. М. М. Тихвинский изобрел газлифт — способ извлечения нефти из скважин при помощи сжатого газа. Но газлифт не получил в то время применения ни на отечественных, ни на зарубежных промыслах.

В некоторых странах практиковали так называемое «поршневое тартание». В основе этого способа добычи лежало явление выброса из скважины нефти при обратном движении поршня, создающего под собой разряжение. Например, на промыслах Румынии до 1909 г. скважины эксплуатировали главным образом желонками, позднее здесь стали использовать поршневание, и к 1918 г. 50% нефти в стране добывалось этим способом.

 

3.2 Бурение на море

 

Издавна была известна добыча нефти у побережья Апшерона. Инженер Воскобойников, описывая нефтяные колодцы Апшеронского полуострова, указывал, что на Биби-Эйбате в 20-х годах XIX в. имелись два колодца, расположенные в море и принадлежавшие бакинскому жителю Касым-Беку. Один из этих колодцев находился на расстоянии 9 сажен, второй — в 15 саженях от берега на глубине моря 0,5 м. Колодцы возвышались над уровнем моря на высоту 1,8 м 2. Известно также, что Федор Прядунов на Ухте в 1745 г. и позднее добывал нефть из колодцев, расположенных в реке.

К концу XIX в. относятся первые попытки добычи нефти со дна моря.

В 1896 г. горный инженер Згленицкий, а в 1898 г. Лебедев предложили способ бурения на море с буровых вышек на сваях. Однако ни один проект бурения при помощи надводных сооружений не был тогда реализован из-за опасения утечки в море, которая бы погубила бы рыбу, и из-за того, что горный устав не предусматривал разработку на морских пространствах.

Тогда в 1900 году было решено засыпать нефтеносную бухту. Планировалось получить 300 десятин, но работы велись крайне медленно, и засыпка бухты началась только в 1911 году. К моменту национализации нефтяной промышленности было засыпано всего лишь 190 десятин бухты, а к бурению еще и не приступили.

В 1897 году в США (Калифорния) районе острова Сомерленд было начато бурение неглубоких подводных скважин, но эти попытки добыть нефть со дна моря были вскоре прекращены.

В 1924—25 годах в СССР вблизи бухты Ильича на искусственно созданном островке вращательным способом была пробурена первая морская скважина, давшая нефть с глубины 461 м.

В 1934 году Н. С. Тимофеевым осуществлено на острове Артема в Каспийском море кустовое бурение, при котором несколько скважин бурятся с общей площадки, а в 1935 года там же сооружено первое морское металлическое основание для бурения в море.

 

3.3 История долота

 

Долото - основной элемент бурового инструмента для механического разрушения горных пород в процессе бурения скважины. Термин "долото" сохранился от раннего периода развития техники бурения, когда единственным способом проходки скважины было ударное бурение, при котором буровое долото имело сходство с плотничным инструментом того же наименования. Долото буровое, как правило, закрепляют в конце бурильной колонны, которая передаёт ему осевое и окружное усилие, создаваемое буровой установкой (в случае ударного бурения долото буровое подвешивается на канате и наносит удары по забою скважины за счёт энергии свободного падения).

В1862 году Георг Лешо, швейцарский часовых дел мастер, применил при проходке туннеля под Мон-Сени алмазы для бурения шпуров.

Впервые цилиндрические шарошечные долота были запатентованы в 1860 году. Однако успешное развитие шарошечных долот началось с применением роторного бурения. В 1909 году появляется двухшарошечное долото с конусными шарошками (инженер Хьюз, США), в 1911 году - первое трёхшарошечное долото (фирма « Юза», США).

Шарошечные долота позволили совместить действие резания и удара при вращательном бурении. Применяемые ранее зубчатые, лопастные, дисковые и армированные алмазами долота разрушали породу только резанием.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Нефть и природный газ составляют основу экономического благополучия современного общества. В последнее десятилетие XX в. 87% энергии, потребляемой человечеством, выделялось при горении, причем доля нефтепродуктов и природного газа была равна 65%.

На долю всех остальных источников энергии – атомные, гидроэлектростанции, энергии ветра, приливов и т.д. – остается всего лишь около 13%. Но роль углеводородов в нашей жизни не ограничивается обеспечением энергетических потребностей. Они также являются основным сырьем для промышленного органического синтеза. Из органических веществ нефти и природного газа производится огромное количество материалов, лекарств, красителей, растворителей, синтетических моющих средств, без которых трудно представить нашу жизнь. Добыча нефти и природного газа, на сегодняшний день – основа экономического благополучия многих стран, в том числе и России.

В начале XX века в технике бурения и добычи углеводородов были уже заложены и значительно развиты принципы, применяющиеся и в настоящее время. Ударное бурение достигло высокого уровня развития; вращательное оснастилось роторными установками, универсальным буровым инструментом — шарошечным долотом.  Все это позволило резко увеличить добычу нефти.

Значительный рост добычи нефти и природного газа сыграло важную роль в развитии промышленности, сельского хозяйства и транспорта во всем мире. В свою очередь, прогресс ведущих отраслей материального производства, сельского хозяйства и транспорта стимулировал дальнейшее развитие нефтедобывающей промышленности.

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Щелкачев В.Н. Отечественная и мировая нефтедобыча — история развития, современное состояние и прогнозы,2010.

2. К. Рыжов «100 великих изобретений» - М.: Вече, 2010. - 528 с.

3 . http://ru.wikipedia.org/wiki/Нефтяная_скважина

4. http://ru.wikipedia.org/wiki/Биби-Эйбат_(месторождение)

5. http://ru.wikipedia.org/wiki/Турбобур

6.Очерки по истории развития отечественной нефтяной промышленности дореволюционный период - С. М. Лисичкин

7. http://www.industring.ru/mountain/mountain3.html