Промывочные жидкости и растворы - Пены

Пены

 

Простейшая пена представляет собой дисперсию воды в воздухе. Она получается путем нагнетания в скважину смеси воды и сжатого воздуха через специальный смеситель или пеногенератор. Такая пена грубодисперсна, неустойчива.

Большее распространение получили так называемые ста­бильные пены. Дисперсная фаза такой промывочной системы представляет собой либо смесь воды с ПАВ, либо промывочную жидкость с высокодисперсной твердой фазой (может быть с добавкой ПАВ). Чаще всего используется бентонитовый раст­вор. Пены с мелкодиспергированной твердой фазой эффектив­но закрепляют стенки скважины.

Пена обладает более высокой несущей способностью, чем любая другая промывочная среда (считается, что по выносной способности пена превосходит воду в 10 раз), имеет хорошую охлаждающую способность, создает небольшое гидростатичес­кое давление, препятствует образованию сальников, снижает из­нос породоразрушающего инструмента. Пена временно прони­кает в трещины и поры горных пород, стабилизируя стенки и препятствуя уходу промывочной среды в поглощающие пласты. Использование ее приводит к росту технико-экономических по­казателей бурения, и в первую очередь к повышению механи­ческой скорости.

При бурении с применением пены на стенках скважины не остается фильтрационной корки, а в интервалах многолетнемерзлых пород и в геотермальных скважинах она служит изо­лятором. При правильном приготовлении стабильной пены пу­зырек удерживается в ней во время всего цикла циркуляции, а водоотдача при этом равна нулю.

В качестве ПАВ в пенах используются сульфонол, диталан, ОП-7, ОП-10 и др. Концентрация ПАВ в жидкой среде состав­ляет 1—2%. Для предупреждения замерзания в дисперсную фазу пены вводят хлористый натрий.

Свойства пен в процессе приготовления и использования не контролируются. Считается, что высокая степень аэрации и со­ответствующий состав дисперсной фазы обеспечат необходимое количество пены и эффективность применения. В разведочном бурении используются пены со степенью аэрации 50—150 и даже более.

Применяются пены при разбуривании наносов, пучащих по­род, чувствительных к воде, многолетнемерзлых пород, а также в других сложных условиях. Возможно применение пены в ус­ловиях, где использование воды обходится дорого.