Промывочные жидкости и растворы - ЕСТЕСТВЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

ЕСТЕСТВЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

 

Естественные методы очистки основаны на осаждении частиц, разбуренной породы под действием силы тяжести в циркуляцион­ной системе скважины на поверхности земли. Циркуляционная система при этом способе очистки состоит из желобов, отстойни­ков и приемных емкостей. Длина и размеры желобов, число и объем отстойников и приемных емкостей зависят от глубины и диаметра скважины и условий бурения. При необходимости в обработке промывочной жидкости реагентами непосредственно при бурении в циркуляционную систему включают металличе­ские емкости. Число емкостей, объем и конфигурация их опреде­ляются также производственной необходимостью и материально-техническими возможностями предприятий. Емкости могут де­литься на два или три отсека.

На рис. 52 показан общий вид циркуляционной системы при бурении скважин с использованием стационарных буровых уста­новок а и самоходных установок б.

 

Рис. 52. Общая схема циркуляционной системы:

clip_image031

 

а — стационарная; б —самоходных установок; 1 — буровое здание;

2 — буровой станок;

3насосный блок; 4, 5, 9, 11, 13, 14 — желоба; 6, 7 —приемные емкости; 8 — металли­ческие емкости; 10, 12 — отстойники; 15 — ограждение; 16 — глиномешалка

 

Желоба делают либо в открытом грунте без крепления стенок, либо изготовляют из досок или листового железа. При разведочном бурении целесообразно делать желоба площадью се­чения 250—300 и 200—250 мм по высоте. При глубоком разве­дочном бурении на нефть и газ ширина желобов принимается равной 600—700 мм, глубина — 400—600 мм. По назначению желоба делят на очистительные и соединительные. Длина жело­бов зависит от глубины скважины, геологического разреза и мо­жет доходить до 35 м.

Очистная способность желобной системы зависит от степени разрушения структуры, которая зависит от скорости движения раствора по желобам. При небольшой скорости структура рас­твора разрушается лишь около стенок и дна и частицы породы выпадают в ограниченном объеме. При чрезмерной скорости раствора частицы почти полностью переносятся (за счет кинети­ческой энергии потока) в приемную емкость. Наиболее полно шлам из глинистого раствора удаляется в желобной системе при некоторой оптимальной скорости течения, когда максимально разрушается структура раствора и отсутствует турбулентный режим течения.

Для нормальных глинистых растворов скорость течения должна быть в пределах 15—18 см/с, что достигается установ­кой желобов с уклоном 1/100—1/125. Для лучшего разрушения структуры раствора в желобах устанавливают перегородки. Обычно чередуют перегородки: не доходящие на несколько сан­тиметров до верхней кромки желоба и образующие щель над его дном. Перегородки, изменяя направление потока раствора, способствуют более полному выпадению шлама. Перегородки устанавливают через 1—2 м.

clip_image033

clip_image035 

Очистную способность желобной системы можно оценить, от­бирая и исследуя пробы на содержание песка на выходе раство­ра из скважины и в отстойнике. Для эффективной работы же­лобной системы необходимо непрерывно удалять из нее буровой шлам, но, так как практически  это не­возможно, уже через 2—3 ч работы очи­стная  способность желобной  системы заметно снижается. Обычно  желобную систему очищают от шлама при прекра­щении циркуляции раствора, так как   в противном случае взмученная часть раз­буренной  породы  переносится в  отстой­ник и вновь    попадает в    промывочную жидкость.  Поэтому  при  бурении  пород, быстро      загрязняющих      промывочную жидкость   (например,   песков),   рекомен­дуется устанавливать   двухрядную   же­лобную систему, которая позволяет пере­крывать для чистки нужную секцию без прекращения циркуляции. Такая желобная система была предложена А. А. Линевским для  бурения  нефтяных  и  газо­вых скважин (рис. 53).

    Необходимо  стремиться   к   использованию зигзагообразной желобной    системы     (рис   54). Такая система компактна, что позволяет сократить потравляемую  площадь при бурении скважин в сельскохозяйственных  районах, а в зимних условиях располагать ее под полом буровой установки.

Отстойники и приёмные ёмкости, как правило, делают в открытом грунте с последующим креплением стенок досками  Для повышения

устойчивости стенки должны быть наклонными (ук-лон до 1/10). При уходе промывочной

жидкости из отстойников и приёмных емкостей стенки и дно их дополнительно глинизи­руют

вязко-пластичной глиной, а при неэффективности этих мер в открытые котлованы устанавливают

металлические емкости. Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала же-лобная

система и отстойники должны быть перекрыты щитами, а приемные емкости ограждены. В зимнее время желобная си­стема дополнительно утепляется.

Преимущество естественного метода очистки — простота. Од­
нако работы по очистке желобной системы и отстойников от
шлама выполняются вручную, сопровождаются большими (до
1015%) потерями раствора, загрязняют территорию, отведен­
ную под буровую установку. Желоба и отстойники не очищают
тиксотропную промывочную жидкость от мелкого песка, поэто­-
му качество жидкости, несмотря на предпринимаемые меры, со
временем ухудшается и ее приходится или заменять, или приме­
нять другие методы очистки.                                                                      

Наиболее эффективна естественная очистка в желобной си­стеме и отстойниках при использовании в качестве промывочной жидкости воды и маловязких растворов.