Технологическая схема применения буровой жидкости и ее описание

При бурении вращательным способом в скважине постоянно циркулирует поток жидкости, которая воспринимается, как один из главных факторов обеспечивающих эффективность всего процесса бурения. При проведении буровых работ циркулирующую в скважине жидкость принято называть – буровым раствором или промывочной жидкостью.

Промывка скважины приготавливаемой буровой промывочной жидкостью осуществляется следующим образом. (Рис. 5.1)

Рисунок 5.1- схема применения буровой промывочной жидкости:

1 – буровой насос; 2 – нагнетательный шланг; 3 – вертлюг – сальник; 4 – колонна бурильных труб; 5 – трубный фрезерный переходник;

6 – колонковая труба; 7 – коронка; 8 – система желобов; 9 – отстойник;

10- блок очистки;

При помощи лебедки в скважину спускается буровой снаряд, собираемый из следующих частей: коронки 7, колонковой трубы 6, переходника 5, колонны бурильных труб 4, длина которой увеличивается по мере углубления скважины, вертлюг-сальника 3, нагнетательного шланга 2, соединяющего буровой снаряд с буровым насосом 1. Вращение бурового снаряда сопровождается нагнетанием под давлением промывочной жидкости буровым насосом. Раствор, насыщенный шламом разбуренной породы, поднимается вверх по стволу скважины, где поступает по системе желобов 8 в отстойник 9, где крупный шлам опускается на дно, а жидкость для последующей очистки отправляется в блок очистки 10, где проходит несколько ступеней ступени (вибросито, гидроциклонные ило-пескоотделители и центрифугу).

Буровой раствор кроме удаления шлама должен выполнять другие, в равной степени важные функции, направленные на эффективное, экономичное и безопасное выполнение и завершение процесса бурения

Требования к буровым растворам:

· Выполнять возложенные функции;

· Быть маловязкими и иметь низкое поверхностное натяжение на границе с горными породами;

· Содержать достаточное количество смазывающих добавок;

· Не оказывать вредного влияния на бурильный инструмент и забойные двигатели (коррозия, абразивный износ и т.д.);

· Легко прокачиваться и очищаться от шлама и газа;

· Быть безопасными для обслуживающего персонала и окружающей среды;

· Быть удобными для приготовления и очистки;

При бурении скважин промывочная жидкость должна циркулировать по замкнутому гидравлическому контуру. В зависимости от вида гидравлического контура все существующие системы промывки делятся на две группы:

1) системы промывок с выходом раствора на поверхность;

2) системы промывок с внутрискважинной циркуляцией.

В зависимости от направления движения промывочной жидкости по отношению к буровому инструменту промывка с выходом ее на поверхность осуществляется по одной из приведенных на рис. 5.2 схем.

 

Рисунок 5.2 - схема промывки с выходом бурового раствора на поверхность

а - прямая промывка, б - обратная промывка, в - обратная промывка через двойную колонковую трубу (с гидротранспортом керна), г - комбинированная промывка

Комбинированная система промывки по технологии исполнения подразделяется на периодическую (последовательную) и совмещенную (параллельную). Оба варианта могут быть реализованы как по прямой, так и по обратной схеме. При использовании периодической промывки направление потока бурового раствора меняется с прямой промывки на обратную и наоборот. Направление движения раствора, подаваемого к забою скважины, изменяется на поверхности при соответствующей обвязке насоса и устья скважины.

Прямая промывка. Когда промывочная жидкость, нагнетаемая насосом, проходит по колонне бурильных труб, затем (при бурении кольцевым забоем) между керном и колонковой трубой омывает забой, охлаждает породоразрушающий инструмент, захватывает с забоя частицы разрушенной породы, поднимается вверх по кольцевому пространству между бурильными трубами и стенками скважины и, наконец, выходит на поверхность.

Обратная промывка. Когда промывочная жидкость движется к забою по кольцевому пространству между бурильными трубами и стенками скважины, омывает забой, входит в отверстия пород разрушающего инструмента, при наличии керна проходит пo кольцевому зазору между керном и колонковой трубой, проходит по внутреннему каналу бурильной колонны и, обогащенная шламом, выходит на поверхность земли.

Комбинированная промывка. Когда движение промывочной жидкости над колонковой трубой осуществляется по схеме прямой промывки, а ниже с помощью специальных устройств по схеме обратной промывки.

Техническое исполнение комбинированной промывки связано с применением устройств, преобразующих прямую промывку в обратную (в призабойной зоне). Комбинированная промывка применяется с целью повышения выхода керна.

Промывка скважин - одна из самых ответственных операций, выполняемых при бурении. Первоначально назначение промывки ограничивалось очисткой забоя от частичек выбуренной породы и их выносом из скважины, а также охлаждением долота.