Глава XIII

ЦИРКУЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА

§ 1. Назначение и общее устройство

При бурении промывочная жидкость в большинстве случаев циркулирует по замкнутому контуру — от насосов в скважину и из скважины с выбуренной породой вновь к насосам.

Для обеспечения циркуляции жидкости буровые установки снабжаются наземной циркуляционной системой, предназначенной для подачи промывочной жидкости под давлением от насосов к пере­мещающемуся в буровой вверх и вниз вертлюгу, для возврата жид­кости от устья скважины в приемные резервуары насосов, очистки ее от выбуренной породы и приготовления нового раствора.

В качестве промывочной жидкости применяют искусственные растворы, пресную или соленую воду. Вода в процессе многократ­ной циркуляции в скважине превращается в естественный раствор за счет размыва буримых пород.

Если применяются высококоллоидные растворы, обеспечение удаления выбуренной породы должно быть особенно хорошее, так как выбуренная порода из этих растворов выпадает плохо.

Вода плохо удерживает выбуренные частицы и песок, поэтому средства для очистки в этих случаях могут быть более простыми.

При бурении глубоких скважин промывочную жидкость требу­емых свойств приготовляют искусственно. Вследствие взаимодей­ствия с породами и грунтовыми водами свойства ее изменяются и их или восстанавливают, или заменяют жидкость, а при поглоще­ниях ее в скважине добавляют новую.

В большинстве случаев промывочные жидкости приготовляют непосредственно на буровых. В районах, где бурение скважин скон­центрировано, готовят их централизовано на заводах и доставляют на буровые по трубопроводам или в автоцистернах.

Промывочную жидкость приготовляют либо из готовых порошко­образных материалов, либо из местного сырья (глины, торфа и т. д.) и химических реагентов: едкого натра, жидкого стекла, некоторых фосфатов, сульфатов — спиртовой барды и других, а в некоторых случаях в нее добавляют 10—20% нефти, а иногда и более.

Основными компонентами промывочной жидкости являются глина и вода, остальные реагенты добавляют относительно в небольших

303

tt I ,1

vi--f^

—<H -^ _ —ixi-w it"⁴*^{1 ж}

I CVS •WOt*-* X0/5?

ь™ ^^*-/ ^

r^»

It

.!_._*

₇ ,—-t—

375

» «1 ⁷ л' ^0гя\ 'I V r^

i \ fr i U U t LJ 'i /

^/4

Рис. XIII-1. Циркуляционная система буровой установки.

1 — буровой насос; 2 — насос вспомогательный; з — баи вибросита; 4 — вибросито; 5 — электронасос; б — гидроциклоны; 7 — розер-иуары для раствора; S — мешалка лопастная; 9 •-- гидросмесител!.; ю — бак химреагентов; и — смесителиглиноиоршгшов; 12 — бак дли воды; 13 — котлолан для выбуренной породы; и — ротор; is — стояк; }б — компенсаторы, а — к устью скважины; б — к гидротормозу; в — к приямку у устья скважины; з и ж — линия к котловану; S — к водопроводной сети; к — резервная линия. Трубопроводы: А — всасывающий от приямка у устья скважины; В — напорный к стояку; В — напорный к гидросмесителю и смесителю; Г — дли химреагентов;

Д — водопроводный.

количествах. При бурении в сложных условиях в них добавляют утяжелители: барит или гематит.

Устройства для приготовления и очистки промывочной жидкости представляют собой отдельные агрегаты, устанавливаемые на цирку­ляционной линии между устьем скважины и приемным чаном буро­вого насоса. Привод их осуществляется от привода установки, отдельного электродвигателя или энергии потока промывочной жид­кости. В зависимости от глубины и диаметра скважин устройства рассчитываются на приготовление раствора из необработанных ма­териалов в количестве 3—15 m^s в 1 ч и 10—70 м^л в 1 ч из обработан­ных порошковых материалов с плотностью от 1,1 до 2,5 г!см'^А раз­личной вязкости и свойствами.

Устройства рассчитываются па очистку 10 -80 л/сек промывочной жидкости и удаление выбуренной породы и песка из нес, при этом качество жидкости не изменяется. В ней может содержаться пе более 4% крупных фракций и 0,5% песка. Выбуренная порода удаляется в отвал, а очищенная жидкость снова поступает в приемный чаи насоса.

Количество удаляемых утяжелителей и реагентов составляет обычно не более 10%. Устройства включаются к циркуляционную систему так, чтобы не нарушалась ее работа и не требовалась оста­новка бурения, для чего предусматривают их дублирование.

Количество удаленной выбуренной породы зависит от свойств промывочной жидкости, диаметра скважины, скорости бурения и растноримости пород.

Циркуляционная система (рис. XIII-1) состоит из нагнетательной и вспомогательных линий и сливной системы.

Нагнетательная линия состоит ттз трубопровода высо­кого давления, по которому подается жидкость от насосов до буровой вышки, к стояку жидкости и гибкому рукаву. Напорная линия обору­дуется задвижками и контрольно-измерительной аппаратурой.

Сливная система оборудуется устройствами для очистки и приготовления промывочной жидкости, приемными резервуарами насосов, всасывающим трубопроводом, фильтрами, задвижками и резервуарами для хранения промывочной жидкости.