Буровая реактивная установка БРУ

Буровые реактивные установки БРУ предназначены для бурения за счет термогазодинамического воздействия на породу скважин. Основными особенностями БРУ являются чрезвычайно высокая скорость бурения, низкая стоимость, широкий диаметр скважины, что позволяет размещать теплообменник внизу скважины, высокая износостойкость оборудования.

Первые буровые установки были разработаны в 70-х годах. Данная технология была адаптирована и доработана с учетом современных технологий. Были спроектированы и изготовлены различные БРУ, выполняющие буровые работы для скважин различного назначения, начиная от установки ЛЭП на глубину 18 м, заканчивая бурением скважин для ГеоЭС шириной 600 мм и глубиной более 1400 м.

Рабочим органом БРУ является Реактивный буровой аппарат (РБА), который состоит из буровой головки и парогазогенератора. Буровая головка предназначена для создания высокоскоростных струй рабочего тела, используемых для термогазодинамического разрушения породы.

Комбинированное воздействие на породу высокотемпературных сверхзвуковых газовых струй (хрупкое шелушение, плавление, эрозия) обуславливает высокую эффективность технологии. Твердая среда разрушается в режимах хрупкого шелушения. При хрупком шелушении от нагреваемой до температуры 300-800 °С поверхности забоя отделяются небольшие твердые частицы (1-20 мм) . Причина разрушения - термические напряжения, вызванные неравномерным прогревом поверхностного слоя среды и режим шелушения.

Шлам и отработанный парогаз, образующиеся в процессе бурения, через отвод на куполе попадают в систему шлакоудаления, состоящую из адсорбирующего циклона, фильтра и теплообменника для утилизации тепла.

Небольшая глубина бурения позволяет бурить каждую скважину за одну операцию без дополнительных монтажно-пристыковочных работ. Это, также, позволяет использовать сильфоны (гофрированные гибкие рукава с рабочим давлением до 15 -17 МПа) для подачи компонентов в РБА. Всё это существенно упрощает систему питания и управления БРУ, а также снижает суммарное время необходимое для бурения и обвязки скважины.

Для бурения с глубокой проходкой необходимо использовать колтюбинговые машины оснащенные РБА.

БРУ с одним установленным аппаратом РБА, предназначенным для бурения скважин до 20 м состоит из следующих основных модулей:

Данная модель БРУ имеет следующие основные характеристики:

•    Глубина бурения до 20 м.
•    Диаметр скважины – 150-250 мм (определяется конструкцией сменных буровых головок).
•    Извлечение породы – продувкой отработанными на разрушении породы парогазовой струей.
•    Энергетическая установка – парогазогенератор (ПГГ):
•    Вид топлива – углеводородное горючее (дизтопливо, бензин, керосин).
•    Окислитель – сжатый воздух.
•    Хладагент – вода.
•    Мощность по теплу 2500 кВт, суммарная мощность с учетом энергии сжатого воздуха – 3500 кВт.
•    Выбросы соответствуют нормам для двигателей внутреннего сгорания
•    При бурении отсутствуют вибрации, а уровень шумов определяется дополнительным оборудованием, в основном, компрессорными установками.
•    Управление работой РБА и комплекса осуществляется автоматически под надзором оператора.  

В Таблице приведены скорости бурения БРУ в зависимости от прочности пород.

Классификацию горных пород по крепости (шкалу Протодьяконова) можно посмотреть в Справочнике.

Более подробную информацию о БРУ можно найти в Презентации.

При заводских испытаниях БРУ в 2013 году были засняты многочисленные фото и видеоматериалы, которые можно посмотреть Здесь.