Буріння (ударне, обертальне)

Залежно від того, як діє буровий інструмент, що роздроблює і розпушує породу, розрізняють ударне та обертальне буріння.

При ударному бурінні породу руйнують ударами спеціального долота, яке підіймають і опускають механічною лебідкою. Розпушену породу періодично видаляють за допомогою желонки – порожнистого стального циліндра, що має вгорі дужку для приєднання до каната чи штанги, а внизу – клапан.

При обертальному бурінні породу висвердлюють обертовим долотом. Розрізняють долота сколювальної або різальної дії та шарошечні долота дробильної дії. Для буріння в твердих породах здебільшого застосовують тришарошечні долота. Буріння промислових нафтових свердловин проводять за допомогою стаціонарних установок з важкими буровими верстатами. Спершу у свердловину вводять одну бурильну трубу, в міру поглиблення свердловини пригвинчують нові труби. Довжина кожної бурильної труби 6-10 м. Для видалення розбуреної породи свердловину промивають циркулюючим глинистим розчином. Недолік цього виду буріння – необхідність обертати всю колону бурильних труб разом з долотом. Коли глибина свердловини сягає 2500-3000 м, лише незначна частка затрачуваної енергії використовується на буріння і поглиблення свердловини. Основна ж енергія витрачається непродуктивно, на тертя труб.

Добування нафти (фонтанне, механізоване).

Добування нафти з надр землі здійснюється за рахунок енергії двох видів – природної енергії пласта та енергії, яка подається у свердловину тим чи іншим способом.

Спосіб експлуатації нафтової свердловини, при якому використовується енергія пласта, називається фонтанним. Фонтанний спосіб застосовується у початковий період експлуатації, коли пластовий тиск покладу досить великий. Фонтанний спосіб найбільш економічний. Свердловини, що експлуатуються фонтанним способом, обладнують спеціальною арматурою, яка дає змогу герметизувати гирло свердловини, регулювати та контролювати режим її роботи, забезпечувати повне закриття свердловини під тиском. Способи добування, при яких нафта підіймається на земну поверхню за рахунок підведеної ззовні енергії, називають механізованими. Існують два різновиди механізованого способу експлуатації – компресорний і насосний.

При компресорному методі у свердловину компресором закачують газ, який змішується з нафтою. Щільність нафти знижується, забійний тиск стає нижчим за пластовий, що викликає рух рідини до поверхні землі. Іноді у свердловину подають газ під тиском з розташованих поблизу газових пластів (метод безкомпресорного газліфта). На деяких старих родовищах існують системи ерліфта, в котрих як робочий агент використовують повітря. Недоліки цього методу – необхідність спалювання попутного нафтового газу, змішаного з повітрям, підвищена корозія трубопроводів. Газліфтний метод застосовується на родовищах Західного Сибіру, Туркменії, Західного Казахстану. При насосному способі експлуатації на визначену глибину спускають насоси, які приводяться в дію за рахунок енергії, що передається різними способами. На більшості нафтодобувних підприємств світу набули поширення штангові насоси, менш використовуваними є без штангові насоси.

Методи розділення нафти.

Для полегшення аналізу нафт і нафтопродуктів використовують різноманітні методи їх попереднього розділення як за молекулярними масами, так і за хімічним складом. Для розділення нафти і виділення різних груп вуглеводнів та гетероатомних компонентів застосовують хімічні й фізичні методи. Хімічні методи грунтуються на неоднаковій реакційній здатності відокремлюваних компонентів, а фізичні (або фізико-хімічні) – на відмінності концентрацій компонентів у співіснуючих рівноважних фазах.

Прості та складні методи.

Простими умовно названі методи розділення, при яких зміна концентрації відокремлюваних компонентів у співіснуючих фазах досягається лише завдяки наданню системі енергії, а складними – методи із застосуванням додаткових розділяючих агентів (селективних розчинників, адсорбентів тощо), які збільшують відмінність складів фаз. До фізико-хімічних методів розділення відносять також різноманітні види хроматографії, які відрізняються агрегатним станом рухомої та нерухомої фаз. Поєднання ефективних прийомів розділення з сучасними інструментальними методами аналізу дало змогу створити інформативні експрес-методики визначення якісного та кількісного складу нафт і нафтопродуктів.

Перегонка нафти.

Перегонка нафти - розділення нафти на складові частини (фракції) по їх температурах кипіння в цілях здобуття товарних нафтопродуктів або їх компонентів. Перегонка нафти -початковий процес переробки нафти на нафтопереробних заводах, заснований на тому, що при нагріві нафти утворюється парова фаза, що відрізняється по складу від рідини. Фракції, що отримуються в результаті перегонки нафти зазвичай є сумішами вуглеводнів. За допомогою методів багатократної перегонки нафтових фракцій удається виділити деякі індивідуальні вуглеводні. Перегонка нафти здійснюється методами однократного випару (рівноважна дистиляція) або поступового випару (проста перегонка, або фракційна дистиляція); з ректифікацією і без неї; у присутності перегрітої водяної пари — випаровую чого агента; при атмосферному тиску і під вакуумом. При рівноважній дистиляції розділення нафти на фракції відбувається менш чітко в порівнянні з простий перегонкою. Проте в першому випадку при одній і тій же температурі нагріву в пароподібний стан переходить велика частина нафти. У лабораторній практиці в основному застосовується проста перегонка нафти з ректифікацією парової фази на установках періодичного дії. У промисловості використовується перегонка нафти з однократним випаром у поєднанні з ректифікацією парової і рідкої фаз. Таке поєднання дозволяє проводити перегонку нафти на установках безперервної дії і добиватися високої чіткості розділення нафти на фракції, економного витрачання палива на її нагрів. Вживання водяної пари призводить до зниження температурного режиму, збільшення відбору нафтових фракцій і підвищення концентрації висококиплячих компонентів в залишку. На промислових установках перегонки нафти спочатку проводиться при атмосферному тиску, а потім під вакуумом. При атмосферній перегонці нафта нагрівається не вище 370 °С, оскільки при вищій температурі починається розщеплювання вуглеводнів — крекінг, а це небажано через те, що неграничні вуглеводні, що утворюються, різко знижують якість і вихід цільових продуктів. В результаті атмосферної перегонки нафти отгоняются фракції що википають приблизно від 30 до 350—360 °С, і в залишку залишається мазут. З нафтових фракцій, що википають до 360 °С, виходять різні види палив (бензини, палива для реактивних і дизельних двигунів), сировина для нафтохімічного синтезу (бензол, етилбензол, ксилоли, етилен, пропилен, бутадієн), розчинники і ін. Подальша перегонка мазуту проводиться під вакуумом (залишковий тиск 5,3—8 кн/м ² , або 40—60 мм рт. ст.), щоб звести до мінімуму крекінг вуглеводнів. У СРСР на ряду нафтопереробних заводів продуктивність установок атмосферно-вакуумною перегонки нафти доведена до 8 млн. т нафти в рік.

Вугільна промисловість.

Вугільна промисловість - одна з сучасних основних енергозабезпечуючих просмиловостей для світової економіки. У світовій економіці вугілля використовується як основний енергоносій, посідаючи третю позицію за обсягами використання після нафти і природного газу.

Види вугілля.

Залежно від міри перетворення й питомої кількості вуглецю у вугіллі розрізняють такі його типи: буре вугілля, кам’яне вугілля, антрацит і торф.

Буре вугілля – тверда горюча корисна копалина. Колір від світло-бурого до чорного.

Кам’яне вугілля - тверда горюча корисна копалина рослинного походження, різновид вугілля викопного, проміжний між бурим вугіллям і антрацитом. Щільна порода чорного, іноді сіро–чорного кольору. Блиск смоляний або металічний. В органічній речовині вугілля кам'яного міститься 75–92% вуглецю, 2,5–5,7% водню, 1,5–15% кисню. Містить 2–48 % летких речовин. Вологість 1–12 %. Вища теплота згоряння в перерахунку на сухий беззольний залишок 30,5–36,8 МДж/кг. Вугілля кам'яне належить до гумолітів; сапропеліти і гумітосапропеліти присутні у вигляді лінз та невеликих прошарків.

Антрацит - викопне гумусове вугілля вищої міри метаморфізму. Під мікроскопом рослинні залишки розрізняються насилу. Забарвлення чорне, часто з сіруватим відтінком. В горючій масі містить летких речовин до 9%, вуглецю 93,5—97,0%, водню 1—3%, кисню і азоту 1,5—2,0%. А. з вмістом вуглецю в горючій масі більше 97% називається суперантрацитом.

Торф - горюча корисна копалина, що утворюється в процесі природного відмирання і неповного розпаду болотяних рослин в умовах надлишкового зволоження і утрудненого доступу повітря. Від грунтових утворень Т. прийнято відрізняти за змістом в нім органічних сполук (не менше 50% по відношенню до абсолютно сухої маси).