Лекция № 13. Циркуляционная система буровой установки. Очистка бр.

Циркуляционная система (ЦС) буровой установки служит для подготовки, хранения и нагнетания в скважину БР (рис.1 по Булатову А.И.). В нее входят следующие блоки: очистки раствора от шлама, очистки раствора от газа, химической обработки БР, приемный, подпорных насосов, буровых насосов, а также резервуары для хранения раствора и манифольды.

БР размещается в резервуарах 18, оборудованных механическими 20 и гидравлическими 19 перемешивателями. Глинопорошки и порошкообразные утяжелители хранятся в силосах 11 БПР, а затаренные в мешках порошкообразные химические реагенты — на специальной пло­щадке 12. Для приготовления и размещения жидких химических реаген­тов предусмотрены резервуары 9 и 10 с перемешивающими устройствами.

Агрегаты циркуляционной системы взаимодействуют следующим об­разом.

1. Приготовление БР. Отсек приемного резервуара заполняется расчетным количеством воды. Один из подпорных насосов подает воду на прием насоса 17, который прокачивает воду через эжекторный смеситель 14, куда поступает глинопорошок из БПР за счет обра­зующегося вакуума. Из эжектора смесь поступает в отсек 16 с механическим перемешивателем, а затем в резервуар 18 и подвергается дисперги­рованию в диспергаторе 13. Эжекторный смеситель 14 и диспергатор 13 могут работать одновременно по замкнутому циклу: эжекторный смеси­тель — механический смеситель — резервуар — буровой насос — дисперга­тор — эжекторный смеситель.

Приготовленная суспензия подвергается химической обработке су­хими реагентами через эжекторный смеситель или жидкими реагентами через специальный блок. После химической обработки БР утяжеляют (при необходимости). Для этого его прокачивают через эжек­торный смеситель, в который из бункера БПР засасывается баритовый утяжелитель. Утяжеленный раствор поступает в один из резервуаров и подается насосом в скважину.

2. Очистка БР. Неутяжеленный БР, выходящий из скважины и содержащий кроме выбуренной породы газообразные агенты, предварительно очищается на виброситах 1 и поступает в отстойник 2, где дополнительно освобождается от грубодисперсного песка. Из отстойника раствор попадает в отсек емкости ЦС и поступает в дегазатор 24, в котором освобождается от газа. Дегазированный раствор направляется в следующий отсек резер­вуара ЦС и центробежным насосом 3 подается в гидроциклоны пескоотделнтеля 4, в которых очищается от частиц породы размером 0,08 мм.

Из пескоотделителя песок сбрасывается в отвал, а очищенный рас­твор поступает в следующий отсек резервуара ЦС и центробежным на­сосом 5 подастся в илоотделитель 6, в котором очищается от частиц по­роды размером 0,03—0,08 мм. Ил сбрасывается в отвал, а очищенный раствор поступает в следующий отсек резервуара ЦС. При необходимости он подвергается химической обработке и подается в скважину.

Для уменьшения потерь раствора при его очистке пескоотделителем или илоотделителем в схеме предусмотрено сгущение песка и ила в цент­рифуге 8. Песок и ил подаются в нее винтовыми насосами 21. Из центри­фуги жидкая фаза раствора поступает в ЦС, а твер­дая фаза — в отвал.

Малоутяжеленный БР плотностью до 1,5 г/см³, выходя­щий из скважины, очищается на вибросите, а затем центробежным насо­сом 5 подаётся в илоотделитель. Там раствор разделяется на два потока. Из песковых насадок выходит песок и утяжелитель (вместе с частью раствора). Эта смесь попадает на специальное вибросито 7 с мелкоячеи­стой сеткой. На нем частицы утяжелителя проходят через ячейки и посту­пают в раствор, а песок удаляется в отвал. Раствор, выходящий через верхний слив гидроциклонов, возвращается в ЦС.

Утяжеленный БР плотностью более 1,5 г/см³ очищается на виброситах, а избыточное содержание глины удаляется с помощью глиноотделителя (гидроциклонного или на базе центрифуги). В глиноотделитель одновременно подается насосом раствор и вода. Под действием центробежных сил в нем происходит разделение суспензии. Утяжелитель в виде пульпы возвращается в циркулирующий раствор, а вода с глиной удаляются в амбар. При необходимости БР дополнительно подвергается химической обработке и подается в скважину.

3. Буровые насосы. Прошедший очистку и обработку БР забирается буровыми насосами и подается по манифольду в сква­жину при выполнении всех технологических операций, связанных с цирку­ляцией БР.

4. Долив скважины во время подъема бурильной колонны осуществляется с помощью центробежного насоса 23 и мерного отсека резервуара 22, оборудованного уровнемером и счетчиком расхода раствора. Мерный резервуар также используется для контроля количества раствора, выходя­щего из скважины при спуске бурильной колонны в скважину.

5. Контрольно-измерительные приборы. Все отсеки резервуаров оборудуются уровнемерами, при выходе раствора из скважины определяются содержание газа в растворе и его плотность. Плотность раствора контролируется также в последнем резервуаре ЦС. Расход раствора, подаваемого в скважину и выходящего из нее, регистрируется расходомером. Контролируются масса материала в бункере БПР и величина остаточного вакуума в камере эжекторного гидросмесителя, а также давление перед пескоотделителем и илоотделителем. Регулируются частота вращения центрифуги, количество раствора и подаваемой для его разбавления воды.

6. Прочие устройства и механизмы. Все отсеки резервуаров оборудуются механическими и гидравлическими перемешивателями. Каждый от­сек резервуара имеет люк 15 для слива раствора и его очистки. Резер­вуары и отсеки в них соединяются между собой патрубками с регулируе­мым подъемом. Центробежные насосы могут перекачивать буровой раствор из двух-трех емкостей ЦС