Гірських порід при бурінні свердловин

ВИДАЛЕННЯ ПРОДУКТІВ РУЙНУВАННЯ

Навчальні цілі: у результаті вивчення розділу студент повинен знати способи видалення шламу при бурінні свердловин; основні типи промивальних рідин і реагентів для регулювання властивостей рідини.

 

Видалення продуктів руйнування

гірських порід при бурінні свердловин

Зруйнована на вибої порода (шлам) повинна видалятися зі свердловини на поверхню. Способи видалення продуктів руйнування відповідно до виду застосовуваної для цієї мети енергії поділяються на механічні, гідравлічні, пневматичні й комбіновані.

Механічні способи видалення продуктів руйнування мають такі різновиди: порціонний, ущільненням у стінки свердловини і безперервний (потоковий).

Порціонний спосіб очищення характерний для ударного й обертального способів руйнування породи на вибої свердловини. У першому випадку для видалення шламу …
використовується спеціальний інструмент – желонка (рис. 5.1, а), що являє собою трубчастий корпус 3 з гострим башмаком 6, що опускається в свердловину на канаті 1, закріпленому на дужці 2. Нижній торець корпусу оснащений зворотним клапаном 5. При скиданні желонки на вибій клапан відкривається під тиском розріджених продуктів руйнування (шламу) 4, що проходять усередину труби 3. При підйомі желонки клапан під дією ваги шламу закривається. Желонка витягається на поверхню, звільняється від бурового шламу і знову скидається в свердловину.

а
г
в
б
 
 

При обертальному бурінні дрібних свердловин у м’яких породах порціонне очищення здійснюється за допомогою ложок (рис. 5.1, б) і змійовиків (рис. 5.1, в), що опускаються в свердловину на бурильних трубах 7 і 9.

Видалення продуктів руйнування ущільненням порід у стінки свердловини реалізується при поглибленні вибою свердловини задавлюванням або забиванням породоруйнівного інструменту.

Безперервний (потоковий) спосіб видалення – найбільш продуктивний з механічних способів очищення, тому що в цьому випадку винос продуктів руйнування, здійснюваний гвинтовим транспортером, суміщений у часі з руйнуванням вибою. Спосіб застосовується при обертальному шнековому бурінні.

Шнек (рис.5.1, г) являє собою сталевий циліндр кільцевого або суцільного перетину, на бічній поверхні якого приварена з визначеним кроком гвинтова стрічка – реборда 11. Розбурена долотом 12 порода (буровий шлам) піднімається гвинтовою поверхнею за рахунок дії сили, що виникає при обертанні шнеків.

Гідравлічний спосіб видалення продуктів руйнування найбільш розповсюджений і застосовується головним чином при обертальному й ударно-обертальному способах буріння. Продукти руйнування видаляються під дією кінетичної енергії потоку промивальної рідини, що закачують у свердловину. Існують три основні схеми промивання свердловин: пряма, зворотна і комбінована.

Пряме промивання (рис. 5.2, а) – найбільш розповсюджене. Промивальна рідина всмоктується буровим насосом із зумпфа, подається в бурильні труби і далі до породоруйнівного інструменту. Охолоджуючи останній, рідина захоплює продукти руйнування і кільцевим зазором між стовбуром свердловини і бурильними трубами виносить їх на поверхню. Пройшовши систему очищення, рідина знову попадає в зумпф, відкіля закачується насосом у бурильні труби. Таким чином, виникає замкнута циркуляція промивальної рідини.

Зворотне промивання (рис. 5.2, б) включає те ж наземне устаткування, що використовується при прямому промиванні, але рідина нагнітається в кільцевий зазор між стовбуром свердловини і бурильними трубами. Розбурені частинки виносяться зворотним потоком рідини через бурильні труби. Використовуються також інші різновиди зворотного промивання: зворотно-всмоктувальне і з використанням подвійної колони бурильних труб.

Комбінована схема промивання (рис. 5.2, в) полягає в створенні прямого потоку рідини всією колоною бурильних труб і лише в привибійній її частині – зворотного потоку. Найбільш широко застосовується пряме промивання внаслідок простоти організації.

Пневматичний спосіб видалення продуктів руйнування заснований на видаленні продуктів руйнування стисненим повітрям або газом, що нагнітається в свердловину компресором.