Раньше скважины бурили ударным способом, но со временем кто-то объединил долото (породоразрушающий инструмент) с трубой, установил их вертикально и начал вращать – так появилось роторное (вращательное) бурение.

При этом шлам (разрушенная порода) удаляется с забоя буровым раствором (промывочной жидкостью). Раствор закачивается в трубы, направляется на забой, а затем поднимается к устью по затрубному (кольцевому) пространству. Далее он проходит по желобам в приемные емкости насосов, очищается от шлама и снова закачивается в трубы, обеспечивая непрерывную циркуляцию.

Для подъема и опускания труб необходимы буровая вышка, талевая система с крюком и лебедка с силовым приводом. Вращение бурильной колонны осуществляется ротором, который устанавливается над устьем скважины (под ним размещен специальный блок). Верхнюю трубу заменяет квадрат (штанга квадратного сечения), который вращается ротором.

Когда долото углубляется на длину квадрата, инструмент (долото и вращательные трубы) приподнимают, квадрат отсоединяют, наращивают новую трубу и снова спускают ее в скважину. После этого квадрат вновь наворачивают и вводят в ротор – процесс бурения продолжается.

Во время бурения вся компоновка труб висит на крюке и лишь частично опирается на забой. Эта нагрузка на долото поддерживается постоянной за счет плавного приспуска труб по мере разрушения породы. В то же время трубы вращаются, а крюк остается неподвижным.

Кроме того, как уже упоминалось, в трубы постоянно закачивается буровой раствор. За этот процесс отвечает вертлюг – механизм, соединяющий квадрат с нагнетательным трубопроводом через стояк и буровой шланг.

Установка спиц играет важную роль в подготовке бурового оборудования и обеспечивает надежность конструкции.

При замене изношенного долота приходится поднимать все трубы. Однако это делают не по одной, а целыми свечами, которые устанавливаются в вышке. Приспособление, с помощью которого крюк поднимает трубу или свечу, называется элеватором. Помимо подъема труб, элеватор выполняет и другие функции.

Буровики называют его долотом

Абиссинская скважина

Бурение можно выполнять и без вращения труб, используя турбинный способ. Для этого турбобур спускают в скважину на бурильных трубах, а его вал вместе с долотом вращает поток промывочной жидкости.

Каждый метод бурения – турбинный и роторный – имеет свои преимущества и недостатки.

Первая скважина в России была пробурена ударным способом на Кубани в конце XIX века под руководством предпринимателя Новосельцева.