Бурение на полезные ископаемые по миру
Схематическая карта мест наиболее активных разработок полезных ископаемых
Добы́ча поле́зных ископа́емых — процесс извлечения твёрдых, жидких и газообразных полезных ископаемых из недр Земли с помощью технических средств[1][2]. Добыча полезных ископаемых относится к первичному сектору экономики.
Процесс добычи полезных ископаемых заключается в разработке месторождений полезных ископаемых. При разработке месторождений производится выемка полезного ископаемого и транспортировка его к местам дальнейшей переработки или полезного использования.
Термин «Добыча полезных ископаемых» используется также как экономическая категория. Как экономическая категория выражается в объёмных или весовых единицах измерения[2]:
- в кубических метрах (м³) применительно к природному газу, нерудным строительным материалам;
- в тоннах (т) применительно к углю, нефти, рудам, нерудному сырью;
- в м³/сутки применительно к промышленным водам;
- в каратах применительно к драгоценным камням;
- в килограммах (кг) применительно к полудрагоценным камням, камнесамоцветному сырью, пьезооптическому сырью;
- в квадратных метрах (м²) применительно к облицовочному декоративному камню.
Способы добычи полезных ископаемых[править | править код]
Добыча полезных ископаемых насчитывает многотысячелетнюю историю.
За всю историю человечество выработало различные способы добычи полезных ископаемых.
Добыча твёрдых полезных ископаемых ведётся открытым способом, подземным способом или комбинированным открыто-подземным способом. Открытым способом добывается около 90 % бурых углей, 20 % каменных углей, 70 % руд чёрных и цветных металлов.
Добыча жидких и газообразных полезных ископаемых осуществляется путём бурения с поверхности земли скважин, через которые производится их откачка в специальные хранилища.
Добыча полезных ископаемых, которые залегают непосредственно на поверхности земли (торф, нерудные строительные материалы и некоторые другие) осуществляется с поверхности при полной механизации основных производственных процессов.
Начиная с 1960-х годов, стала развиваться добыча со дна моря твёрдых полезных ископаемых (золото, олово, алмазы, циркон, монацит, ильменит и др.), а также нефти и газа.
Выбор способа добычи полезного ископаемого определяется горно-геологическими условиями залегания полезных ископаемых и обосновывается технико-экономическими расчётами.
Динамика мировой добычи важнейших видов полезных ископаемых[править | править код]
По мере развития научно-технического прогресса объёмы добычи полезных ископаемых и число их видов непрерывно увеличивались. По подсчётам академика В. И. Вернадского, выполненным в 1915 году, человечеством в античную эпоху добывалось и использовалось всего 19 элементов, в XVIII веке — 28, в XIX веке — 50, в начале XX века — 60. В настоящее время используются все 89 химических элементов, содержащихся в земной коре[3].
Постоянно увеличивались темпы роста добычи полезных ископаемых. Из всего объёма полезных ископаемых, извлечённых из недр земли за всю историю человечества, преобладающий их объём добыт в XX веке: нефти — 99,5 %, угля — 90 %, железной руды — 87 %, медной руды — 80 %, золота — 70 %. Поиск и освоение новых месторождений охватили практически всю приповерхностную часть земной коры, включая прибрежный шельф и дно Мирового океана[2][3].
При этом структура объёмов добычи различных ископаемых меняется по мере развития научно-технического прогресса. Так, например, в период с 1850-х по 1930-е годы, в общем объёме добычи доминировал каменный уголь, в период с 1940-х по 2000-е — нефть, а начиная с 2010-х — природный газ (в том числе и сланцевый). Изменяется и динамика добычи металлических руд: так, доля железной руды в общем объёме добычи непрерывно снижается с начала 1920-х годов (хотя в валовом исчислении — сохраняется и в отдельные периоды растёт), в то время как добыча руд цветных металлов увеличивается. Добыча некоторых полезных ископаемых, например торфа, сокращается в валовом исчислении начиная с 1940-х годов.
На динамику добычи некоторых полезных ископаемых влияет и возможность вторичной переработки. Например объём чёрного металлолома, накопленный в мире уже к началу 1900-х годов составил заметную часть в сырьевой составляющей металлургии, а в 2010-х годах доля металлолома в сырьевой базе превышает 40 %. По некоторым цветным металлам, например свинцу, доля лома в сырьевой составляющей ещё выше. Непрерывно растёт и доля вторичного сырья в производстве пластмасс и изделий из стекла.
Значение некоторых полезных ископаемых по мере развития технологий окончательно утрачивается. Например, в период с 1830-х по 1970-е годы в значительных объёмах добывался природный монокристаллический кварц как пьезооптическое сырьё. По мере развития технологий производства сложных оптических стёкол, пьезокерамики и выращивания искусственных кристаллов значение природного кварца для оптики и электронику утратилось: в оптике его заменили лучшие по характеристикам тяжёлые стёкла и синтетические кристаллы, а в электронике — пьезокерамики, пьезоэлектрические характеристики которых на несколько порядков лучше, чем у кварца. Поэтому в настоящее время природный кварц применяется только ювелирами. Аналогичная ситуация произошла с разновидностями корунда: с сапфиром и рубином, а также с алмазами — природные камни используются только в ювелирном деле, тогда как в технике используются синтетические. Следует отметить и тот факт, что перечисленные природные камни редкие и дорогие, тогда как их искусственное производство сравнительно дешёвый процесс, не требующий дефицитного сырья.
Примечания[править | править код]
- ↑ Добыча полезных ископаемых. Статья в БСЭ
- ↑ 1 2 3 Добыча полезных ископаемых // Горная энциклопедия / Гл. редактор Е.А. Козловский. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — Т. 2. — С. 234-235.
- ↑ 1 2 [dic.academic.ru/dic.nsf/enc_tech/384/%D0%B4%D0%BE%D0%B1%D1%8B%D1%87%D0%B0 Добыча полезных ископаемых человеком]
См. также[править | править код]
- Горное дело
- Горная промышленность
- Добыча рудного золота — обучающее видео
Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист. Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым). Список проблемных доменов |
Источник
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 18 ноября 2017;
проверки требуют 14 правок.
Общая схема буровой установки: 1 — буровое долото; 2 — УБТ; 3 — бурильные трубы; 4 — кондуктор; 5 — устьевая шахта; 6 — противовыбросовое устройства; 7 — пол буровой установки; 8 — буровой ротор; 9 — ведущая бурильная труба; 10 — буровой стояк; 11 — вертлюг; 12 — крюк; 13 — талевый блок; 14 — балкон верхового рабочего; 15 — кронблок; 16 — талевый канат; 17 — шланг ведущей бурильной трубы; 18 — индикатор нагрузки на долото; 19 — буровая лебёдка; 20 — буровой насос; 21 — вибрационное сито для бурового раствора; 22 — выкидная линия бурового раствора.
Бурение — процесс разрушения горных пород с помощью специальной техники — бурового оборудования. Различают три вида бурения:
- Вертикальное бурение
- Наклонно-направленное бурение
- Горизонтальное бурение для прокладки коммуникаций
Бурение скважин — это процесс сооружения направленной цилиндрической горной выработки в земле, диаметр «D» которой мал по сравнению с её длиной по стволу «H», без доступа человека на забой. Начало скважины на поверхности земли называют устьем, дно — забоем, а стенки скважины образуют её ствол.
История бурения[править | править код]
Шарошечное буровое долото
В работах философа Конфуция, которые были написаны в 600 г. до н. э., были описаны китайские скважины для добычи воды и соляных рассолов. Такие скважины сооружались с помощью метода ударного бурения и достигали глубины 900 м. Время от времени китайцы в ходе бурения натыкались на нефть или газ, как, например, в Сычуане из скважин глубиной около 240 м добывали газ, который использовался для выпаривания соли.
В России до середины XIX века нефть добывалась на Апшеронском полуострове из колодцев, а уже 14 июля 1848 года в местечке Биби-Эйбат была пробурена первая в мире нефтяная скважина ударным способом с применением деревянных штанг.
За пределами России первая нефтяная скважина была пробурена в 1859 году в США полковником Эдвином Дрейком в окрестностях г. Тайтусвиля (Пенсильвания), генеральным представителем Seneca Oil Company. Из-за попыток применить бурение для поиска и добычи нефти местные жители считали Дрейка сумасшедшим. Помимо этого Дрейк, по его собственному утверждению, изобрёл обсадную трубу, «без которой никто не смог бы бурить в низинах, где земля подтоплена»[1].
В 1899 году в России был запатентован электробур. Это был электродвигатель, который был соединен с долотом и был подвешен на канате. Уже в 1938 году была разработана его современная конструкция, а через два года таким электробуром пробурили первую скважину.
В 1930 году в Европе пробурили с земной поверхности скважину на глубину 3 км. В конце 1950-х годов глубина пробуренных скважин увеличилась до 7 км.
Бурение на море впервые было осуществлено в Тихом океане в 1897 г. В России первая морская скважина была пробурена в бухте Ильича на искусственно созданном островке.
В 1970-е — 1990-е гг. пробурена Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3) — самая глубокая параметрическая скважина в мире, глубиной 12 262 метра.[2].
Классификация скважин по назначению[править | править код]
Скважины на нефть и газ, можно систематизировать следующим образом:
- структурно-поисковые, назначение которых — установление (уточнение тектоники, стратиграфии, литологии, оценка продуктивности горизонтов) без дополнительного строительства скважин;
- разведочные, служащие для выявления продуктивных объектов, а также для оконтуривания уже разрабатываемых нефтяных и газоносных пластов;
- добывающие (эксплуатационные), предназначенные для добычи нефти и газа из земных недр. К этой категории относят также нагнетательные, оценочные, наблюдательные и параметрические скважины;
- нагнетательные, предназначенные для закачки в пласты воды, газа или пара с целью поддержания пластового давления или обработки призабойной зоны. Эти меры направлены на удлинение периода фонтанного способа добычи нефти или повышение эффективности добычи;
- опережающие добывающие, служащие для добычи нефти и газа с одновременным уточнением строения продуктивного пласта;
- оценочные, назначение которых — определение начальной нефтеводонасыщенности и остаточной нефтенасыщенности пласта (и проведение иных исследований);
- контрольные и наблюдательные, предназначенные для наблюдения за объектом разработки исследования характера продвижения пластовых флюидов и изменения газонефтенасыщенности пласта;
- опорные скважины бурят для изучения геологического строения крупных регионов, чтобы установить общие закономерности залегания горных пород и выявить возможности образования в этих породах месторождений нефти и газа.
Способы бурения[править | править код]
| Способ бурения | Определение |
|---|---|
| Вращательный | Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся непрерывным вращением породоразрушающего инструмента с приложением осевой нагрузки. |
| Роторный | Вращательное бурение, при котором буровой снаряд вращается станком с вращателем роторного типа. |
| Турбинный | Вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается турбобуром. |
| Объёмный | Вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается винтовым (объёмным) двигателем. |
| Электробуром | Вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается электробуром. |
| Алмазный | Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается породоразрушающим инструментом, армированным алмазами. |
| Твёрдосплавный | Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается породоразрушающим инструментом, армированным твёрдыми сплавами. |
| Дробовой | Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается дробью. |
| Ударный | Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся воздействием ударов породоразрушающего инструмента. |
| Ударно-канатный | Ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передаётся породоразрушающему инструменту канатом. |
| Ударно-штанговый | Ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передаётся породоразрушающему инструменту бурильными трубами. |
| Ударно-вращательный | Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся в результате совместного воздействия ударов и вращения породоразрушающего инструмента.[3] |
| Гидроударный | Ударно-вращательное бурение, при котором удары сообщаются породоразрушающему инструменту гидроударником. |
| Вибрационный | Механическое бурение, при котором внедрение бурового снаряда осуществляется виброударником. |
| Гидродинамический | Бурение, при котором горная порода разрушается высоконапорной струёй жидкости. |
| Термический | Бурение, при котором горная порода разрушается тепловым воздействием. |
| Электрофизический | Бурение, при котором разрушается горная порода под воздействием сил, возникающих в результате электрического разряда. |
| Взрывоударный | Бурение, при котором горная порода разрушается под воздействием сил, возникающих в результате взрыва. |
| Химический | Бурение, при котором горная порода разрушается под действием реагентов, вступающих с ней в химическую реакцию. |
| С промывкой | Бурение, при котором продукты разрушения горных пород удаляются потоком промывочной жидкости. |
| С продувкой | Бурение, при котором продукты разрушения горных пород удаляются потоком газа. |
Буровое оборудование[править | править код]
- Буровая вышка
- Буровая установка
- Буровой станок
- Бурильная колонна представляет собой спущенную в скважину сборку из бурильных труб скреплённых между собой бурильными замками, предназначенную для подачи гидравлической и механической энергии к долоту, для создания осевой нагрузки на долото, а также для управления траекторией бурящейся скважины.
- Долото шарошечное
См. также[править | править код]
- Шарошечное бурение
- Алмазное бурение
- Глубоководное бурение
- Бурение методом обратной продувки
- Вышкомонтажник
- Скважина
Литература[править | править код]
- Басарыгин Ю. М., Булатов А. И., Проселков Ю. М. Бурение нефтяных и газовых скважин. — Учеб. пособие для вузов. — М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. — 632 с. — ISBN 5-8365-0128-9.
- Башкатов Д.Н., Панков А.В., Коломиец А.М. Прогрессивная технология бурения гидрогеологических скважин. – М.: Недра, 1992. — 286 с. — ISBN 5-247-02228-9.
- Буровое оборудование. — Технический каталог. — М.: «Немецкая фабрика печати», 2008. — 265 с.
- Дэниел Ергин. Добыча: Всемирная история борьбы за нефть, деньги и власть = The Prize: The Epic Quest for Oil, Money, and Power. — М.: «Альпина Паблишер», 2011. — 944 с. — ISBN 978-5-9614-1252-9.
- Мир-Бабаев М. Ф. Краткая история азербайджанской нефти. Книга вторая. — Баку, Изд-вo SOCAR, 2012, 288 с.
- Загадки глубокого бурения
- Фрик Э. Л. Бурение // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- Petroleum Engineering-Drilling and Well Completions, C. Gatlin (ed.), Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, NJ (1960.
- Lessons in Rotary Drilling, U. of Texas, Unit II, Lesson 3.
- A Primer of Oil Well Drilling, third and fourth editions, U. of Texas.
- Rotary Drilling Handbook, sixth edition, J.e. Brantly (ed.) Palmer Pub., New York City.
- Andrew B. Cecala, Andrew D. O’Brien, Joseph Schall, Jay F. Colinet et al. Глава 3. Бурение и взрывные работы // Руководство по защите от пыли при добыче и переработке полезных ископаемых = Dust Control Handbook for Industrial Minerals Mining and Processing. — National Institute for Occupational Safety and Health. — DHHS (NIOSH) Publication No. 2012-110, 2012. — 312 p. Вариант перевода PDF
Примечания[править | править код]
Источник
Анонимный вопрос · 10 июля 2018
9,0 K
Физик и лирик. Высшее образование — физико-математикое. Интересуюсь всем, что…
Полезные ископаемые бывают разные, если сильно не вдаваться в подробности, то их можно разделить на твердые, жидкие и газовые.
Твердые полезные ископаемые добывают открытым способом через карьеры, подземным способом через шахты или комбинированным открыто-подземным способом.
Жидкие и газообразные полезные ископаемые добывают путём бурения скважин, через которые производится их откачка в специальные хранилища.
Можно еще рассмотреть дражный способ добычи полезных ископаемых, когда горное предприятие осуществляет как добычу сырья, так и его обогащение, т. е. с помощью специального оборудования первично происходит отделение ценной породы от сопутствующей пустой.
Полезные ископаемые добываются различными способами, изобилие которых обусловленно наличием технического прогресса в современном мире.
Ископаемые жидкого и газообразного типа, находящиеся в земле, добывают с помощью бурения скважин и плит.
Так полезные ископаемые поступают на поверхность.
Для добычи полезных ископаемых альтернативных видов также используют дополнительн… Читать далее
Что за профессия «Обогащение полезных ископаемых»?
Высшее образование, много работаю, занимаюсь спортом.
Специалисты по обогащению полезных ископаемых планируют, организуют и контролируют добычу веществ на рудниках, изучают и применяют методы химической и технологической металлургии, несут ответственность за проведение испытаний и исследований, ищут новые методы производства металлов.
Прочитать ещё 1 ответ
Как появляются камни?
Камень относится к числу горных пород. Горные породы представляют собой природные соединения из одного или нескольких минералов. Они являются основным элементом литосферы и образуются в результате внешней и внутренней геологической активности.
По своему происхождению горные породы подразделяются на три группы:
Магматические
Осадочные
Метаморфические
Магматические образуются при остывании магмы на глубине или поверхности; осадочные породы образуются в результате разрушения других пород или из остатков жизнедеятельности организмов; метаморфические — в результате преобразования магматических или осадочных пород при воздействии температуры и давления.
Как добывают уголь?
Способы добычи угля зависят от глубины его залегания. Разработка ведется открытым способом в угольных разрезах, если глубина залегания угольного пласта не превышает 100 метров. Нередки и такие случаи, когда выгодно вести разработку угольного месторождения подземным способом. В современном обществе готовый уголь легко раздобыть на https://inertpro.ru/ И почитать про него там можно.
Прочитать ещё 2 ответа
Какие выделяют виды месторождений?
Мои интересы: разнообразны, но можно выделить следующие: литература, история…
По использованию ыделяют следующие виды месторождений: рудные — залежи минералов, из которых можно извлекать ценные металлы и их соединения; нерудные — меторождения, из которых добываются неметаллы, например, глина, гравий, песок; горючие — добыча веществ, которые можно использовать в качестве топлива, например уголь и нефть; камнесамоцветные — запасы драгоценных и полудрагоценных камней; гидроминеральные — поверхностные и подземные воды.
Добывают ли золото на приисках в России? Выгодно ли это?
Правдоруб. Продажи, мотивация, масштабирование без прикрас
Добывают. Выгодно. Если бы было не выгодно, не добывали бы. Естественно, никакой гарантии остаться в плюсе нет. Всё зависит от точности геолого-разведочных данных, от того на сколько богато месторождение.
Понятное дело, что всё что можно было легко взять — давно взяли.
Добыча в удалённых местах, сопряжена с необходимостью строить дороги, доставлять технику, людей и провизию. Вообще золотодобыча — дорогое удовольствие.
В общем есть не мало случаев, когда прииски (старательские артели, как их называют в Сибири ) разоряются.
Источник