title-icon
Яндекс.Метрика
» » Бурение скважин с продувкой

Бурение скважин с продувкой

Бурение разведочных скважин с продувкой газообразными агентами в СССР начали осваивать с начала 50-х годов.
Сущность этой разновидности вращательного бурения остается той же, что и при работе с промывкой. Особенность бурения с продувкой заключается в том, что для охлаждения породоразрушающего инструмента и очистки забоя от шлама в скважину подается сжатый воздух или какой-либо инертный газ.
В результате отсутствия высокого гидростатического давления столба жидкости на забой, а также мгновенной и полной очистки его от шлама создаются благоприятные условия для работы породоразрушающего инструмента, позволяющие повысить механическую скорость проходки, увеличить работоспособность коронки и снизить стоимость 1 м скважины.
При бурении с продувкой исключаются размыв, растворение и загрязнение керна, устраняются вспучивание, размыв стенок скважины и обвалы в породах, естественная структура которых нарушается в результате смачивания водой.
Однако бурение с продувкой осложняется при значительных притоках воды в скважину и, кроме того, затруднено в сыпучих, а также пластичных липких породах.
Бурение с продувкой забоя сжатым воздухом целесообразно применять: 1) в устойчивых породах при отсутствии водопритоков или когда они незначительны; 2) в трещиноватых и закарстованных породах с целью сокращения затрат времени и средств на борьбу с потерей циркуляции промывочной жидкости; 3) в породах, которые при впитывании воды набухают или становятся склонными к оползням; 4) в льдистых мерзлых породах, которые при соприкосновении с промывочной жидкостью оттаивают и оползают; 5) в легкорастворимых и размываемых породах (соли, мягкие угли); 6) при разведке месторождений жидких полезных ископаемых (вода, нефть), для точной отбивки кровли и высококачественного вскрытия слабонапорных продуктивных горизонтов.
Наиболее эффективно применение бурения с продувкой в безводных пустынных и труднодоступных районах, где затруднена организация водоснабжения, а также в местностях с суровой и продолжительной зимой, где часто возникают осложнения, связанные с замерзанием промывочной жидкости.
Необходимая часть буровых агрегатов при буреиии с продувкой — компрессоры. При колонковом бурении с продувкой используются передвижные компрессорные станции ЗИФ-ВКС-10, ПК-10, BKC 6, КС-9, ДК-9М, ЭК-9М, КСЭМ-6 производительностью от 5 до 10 м3/мин, развивающие давление до 0,8 МПа.

На рис. 14 показана схема расположения оборудования при бурении с продувкой. От компрессора 1 воздух поступает в воздухосборник 2 и затем в холодильник 4. Температура воздуха для предупреждения выхода из строя резиновых шлангов не должна быть выше 90 °С, а при бурении по многолетнемерзлым породам не должна превышать 5 °С. Из холодильника воздух направляется во влагоотделитель 5 и далее по трубопроводу и шлангу 12 к буровому сальнику Между влагоотделителем и шлангом установлены вентиль 7 для сброса части воздуха в атмосферу и контрольно-измерительная аппаратура — расходомер 9 и манометр с термометром 10, а также вентиль 8 для регулировки подачи воздуха в скважину. Отработанный воздух со шламом отводится от устья скважины через выкидной трубопровод 17, который должен быть направлен в подветренную сторону. Конец выкидного трубопровода следует отводить от вышки на расстояние не менее 15 м пли опустить в резервуар с водой. Устье скважины необходимо оборудовать герметизирующим устройством.
Если герметизатор не обеспечивает необходимого уплотнения, в выкидной трубопровод следует включать всасывающий вентилятор 18 или же у устья скважины установить эжектор, используя избыток воздуха, который сбрасывается из основной магистрали через вентиль 7. Кроме того, для борьбы с пылью и сбора шлама для опробования рекомендуется в конце выкидного трубопровода устанавливать шламоуловитель циклонного или секционного типа.
Количество воздуха (м3/с), которое следует подавать в скважину в процессе бурения, может быть определено по формуле

где v — скорость восходящего потока воздуха, м/с. При бурении кольцевым забоем v = 10/12 м/с, а при бурении сплошным забоем v = 15-25 м/с; D — диаметр скважины, м; d — наружный диаметр бурильных труб, м; k = 1,05-1,20 — коэффициент, учитывающий увеличение потерь давления воздуха вследствие его трения о стенки скважины соответственно росту ее глубины.
Для бурения в скважине, не имеющей водопритоков, необходимое давление воздуха (МПа) определяется по формуле

где k0 = 0,0015 МПа — увеличение необходимого давления на 1 м углубки скважины; L — глубина скважины, м; p1 = 0,06—0,1 МПа — потери давления в колонковом снаряде.
При водопроявлениях производительность компрессора необходимо повышать до величины, при которой давление воздуха в кольцевом пространстве между стенками скважины и бурильной колонной уравновесит пластовое давление жидкости.
Водопритоки в скважину вызывают слипание частиц шлама, налипание его на стенки скважины и бурильные трубы, образование сальников, приводящее к затяжкам и обрывам снаряда при подъеме. Эффективное средство борьбы с сальниками — добавление в поток воздуха ПАВ, таких как ОП-7, ОП-10, азолят, пекаль и др.
При бурении с продувкой могут быть использованы любые установки вращательного бурения и те же породоразрушаюшие инструменты, что и при бурении с промывкой.
Параметры технологического режима бурения с продувкой скважины (осевая нагрузка, частота вращения снаряда) следует принимать на 25—30 % ниже, чем при бурении с промывкой.

title-icon Подобные новости