7.4. Приготовление буровых растворов

Общие сведения о системе промывки скважин

Промывка бурящейся скважины осуществляется буровым раствором по замкнутой схеме циркуляции с целью непрерывного удаления с забоя выбуренной породы.

Рис. 7.4. Схема промывки скважины

Для промывки скважины используется комплекс оборудования, включающий расположенные на дневной поверхности емкости 1 (рис.7.4), подпорный насос 2, буровой насос 3, манифольд 4, стояк 5, буровой шланг 6, вертлюг 7. В скважине находит­ся колонна бурильных труб 8 и долото 9. Промывочная жидкость из емкостей 1 по всасывающей линии поступает в подпорный на­сос 2, а затем в буровой насос 3, и далее через манифольд 4 подается по стояку 5, шлангу 6 и вертлюгу 7 в колонну буриль­ных труб 8. Через насадки в долоте 9 промывочная жидкость на­гнетается на забой скважины, способствуя разрушению породы и вымывая с забоя выбуренную породу. Под давлением насоса 3 промывочная жидкость с забоя по затрубному про­странству 10 поднимается вверх, транспортируя вы­буренную породу. Ствол бурящей скважины в верхней части ук­реплен колонной обсадных труб 11, оснащенной отводным жело­бом 12. Промывочная жидкость вместе с выбу­ренной породой изливается из скважины в желоб 12 и самотеком поступает в систему очистки 13.

Система очистки 13 удаляет из промывочной жидкости выбуренную породу, после чего буровой раствор циркулирует в емкостях 1 и снова поступает в буровой насос 3. Новые порции промывочной жидкости, при необходимости, приготавли­ваются специальными техническими средствами, часто объеди­няемыми в единый блок приготовления буровых растворов 14. Блок приготовления растворов 14 располагается вблизи емкостей 1 в месте, удобном для подачи на него материалов, подлежащих вводу в буровой раствор.

Для обеспечения равномерности свойств циркули­рующего бурового раствора емкости 1 оснащаются гидравличе­скими и механическими перемешивателями. Емкости соедине­ны друг с другом с обеспечением перетока промывочной жидко­сти между ними.

Выбуренная порода, выделяе­мая системой очистки 13, называемая «шлам», всегда содержит некоторое количество промывочной жидкости. Кроме того, шлам со­стоит из минералов, способных в ряде случаев нарушить природный баланс при сбросе их на местность. Кроме шлама при бурении скважины обра­зуются и другие отходы – избыточный буровой раствор, отрабо­танная технологическая вода, утечки и аварийные сбросы. Все эти отходы собираются в шламосборники или земляные котлованы 17, называемые амбары.

По завершении строительства скважины содержимое амбара рекуль­тивируется различными способами.

Выходящая из скважины промывочная жидкость может со­держать некоторое количество свободного пластового газа, по­ступающего в раствор как с выбуренной породой, так и при га­зонефтеводопроявлении. Удаление газа из бурового раствора яв­ляется исключительно важной задачей, так как свободный газ резко ухудшает работу бурового насоса и снижает плотность промывочной жидкости, увеличивая опасность осложнений и ава­рий. Для удаления газа из промывочной жидкости при его объ­ем­ном содержании до 25 % служит дегазатор 15. При большем со­держании газа устье скважины перекрывается превентором, а га­зожидкостная смесь по отводной линии направляется в газовый сепаратор 16, где от раствора отделяется основная часть газа. Газ направляется на сжигание или рассеивание, а жидкость поступает на дегазатор и в систему очистки.

Описанный комплекс наземного оборудования буровой установки обычно называют циркуляци­онной системой, сокращенно - ЦС.

Выбор оборудования циркуляционных систем

В состав циркуляционных систем входят различные элементы: приемные и рабочие емкости, вибросита, песко- и илоотделители, шламовые насосы, центрифуги дегазаторы, перемешиватели, смесители порошкообразных материалов, диспергаторы и т.д. Комплектные циркуляционные системы поставляются как в стандартном, так и в мобильном исполнении с полной трубопроводной системой обвязки, включая обвязку с емкостями циркуляционной системы и буровыми насосами. В комплект поставки включаются также пульты управления, кабельная продукция, парокалориферы, быстросборные укрытия рабочих помещений. Для условий безамбарного бурения поставляются системы обезвреживания шлама и блоки коагуляции и флокуляции для обработки некондиционного раствора перед подачей его на центрифугу.

Выбор номенклатуры оборудования, его количества и технических характеристик, технологической схемы обвязки зависит от исходных организационно-технических требований и геолого-технических условий бурения скважины.

Как правило, используется следующая исходная информация и требования буровой компании:

- требуемый объём бурового раствора на дневной поверхности;

- подача насосов при циркуляции бурового раствора, в т. ч при бурении под кондуктор;

- плотность бурового раствора по интервалам бурения;

- высота устья буровой установки;

- система сбора шлама (амбар, контейнер, шнек амбар, шнек-контейнер и т.д.);

- взаимного расположения БУ, ЦС, буровых насосов, шламового амбара;

- необходимость укрытия и его тип;

- климатическое исполнение емкостей (стенки и дно одинарные или двойные, двойные с утеплителем);

- наличие парового регистра в ёмкостях;

- коллектор вибросит (открытый коробчатый желоб, труба или др.);

- коллектор бурового насоса (количество обвязываемых емкостей, наружный, встроенный в емкости);

- максимально допустимые транспортные габариты для условий месторождения;

- система долива скважины (буровым или центробежным насосом);

- необходимость водяной емкости;

- исполнение силовых шкафов.

Буровые стационарные установки 4 класса и выше оснащаются полнокомплектными высокопроизводительными системами приготовления и очистки нормальных типоразмеров. Оборудование размещается на стандартных емкостях циркуляционной системы объемом 40-50 м³ каждая. Мобильные буровые установки комплектуются специальным оборудованием для малолитражного бурения.

Оборудование для приготовления, хранения и подачи бурового раствора

Приготовление буровых растворов различного типа и назначения заключается в последовательном осуществлении ряда технологических процессов:

- доставка и размещение исходных сыпучих и водных компонентов буровых растворов на буровой;

- ввод исходных компонентов в емкости блока приготовления буровых растворов;

- перемешивание компонентов в емкостях с помощью механических и гидравлических перемешивателей с целью равномерного распределения и гомогенизации раствора;

- диспергирование твердой и эмульгирование жидкой фаз раствора с целью стабилизации раствора;

- откачка приготовленного раствора в емкости хранения для дальнейшего использования.

Для реализации каждого процесса разработано и используется специальное оборудование.

Оборудование для приема и хранения жидких и сыпучих компонентов

Жидкие компоненты бурового раствора, например смазочные добавки, бактерициды, антивспениватели, детергенты, гидрофобизирующие жидкости (ГКЖ, АМСР-3, КР-03 и т.д.) расфасованы и упакованы в заводскую тару: металлические бочки, как правило по 200 литров, пластиковые емкости объемом до 1 м³, пластиковые канистры по 30 – 50 литров. Доставка их на буровую осуществляется автотранспортом, а хранение на специальных площадках, укрытых от прямого попадания атмосферных осадков.

В некоторых случаях на буровой предварительно готовятся водные и/или водно-щелочные растворы химических реагентов заданного объема, которые откачиваются и хранятся в отдельных отсеках блока хранения жидких реагентов (БХР). Блок БХР представляет собой емкость общим объемом от 3-х до 20 м³, разделенную на несколько отсеков для хранения различных растворов химреагентов. БХР устанавливается рядом с желобом ЦС.

Сыпучие химические реагенты бурового раствора, упакованные на заводах в мешки, доставляются и хранятся на буровой на специальной площадке, укрытой от прямого попадания атмосферных осадков.

Ввод сыпучих химических реагентов из мешков осуществляется через гидросмесители, работа которых описана ниже.

Основными сыпучими материалами для приготовления и утяжеления буровых растворов являются глинопорошки и утяжелители. Их расход на одну скважину составляет десятки (глинопорошки) и сотни (утяжелители) тонн. На буровую эти материалы доставляются в контейнерах или в сыпучем виде в автомашинах (автоцементовозы) и перегружаются пневмотранспортом в специальные бункера, различающиеся вместимостью.

Наиболее широко применялся БПР-70, выпускаемый Хадыженским машзаводом.

Рис. 7.5 Блок БПР - 70

Он представляет собой (рис.7.5) два цельнометаллических бункера 1, которые оборудованы разгрузочными пневматическими устройствами 4, резинотканевыми гофрированными рукавами 3 и воздушными фильтрами 5. В комплект БПР входит выносной гидро-эжекторный смеситель 2, монтируемый непосредственно на емкости ЦС и соединяется с бункером гофрированным рукавом 3.

Бункера предназначены для приема, хранения и подачи порошкообразных материалов в камеру гидро-эжекторного смесителя. Они представляют собой цилиндрические резервуары с коническими днищами и крышей, которые установлены на четырех приваренных к раме стойках. Порошкообразный материал подается в них из автоцементовозов по трубе, закрепленной на внешней поверхности цилиндрической части бункера.

К коническому днищу прикреплено разгрузочное устройство, включающее аэратор, поворотную шиберную заслонку и воздушный эжектор. На крыше бункера установлен воздушный фильтр.

Выносной гидро-эжекторный смеситель состоит из корпуса с тремя патрубками. К верхнему патрубку крепится прием для поступающего из бункера или через воронку порошкообразного материала. В левом патрубке установлены сменный твердосплавный штуцер и труба для подачи жидкости от насоса. К правому патрубку прикреплены диффузор и сливная труба.

При прохождении подаваемой насосом жидкости через штуцер в камере гидро-эжекторного смесителя создается вакуум. В результате этого порошкообразный материал из бункера поступает по резинотканевому гофрированному рукаву в камеру.

Принцип действия блока БПР состоит в следующем (рис.7.6).

Рис. 7.6 Принцип действия блока БПР – 70

Порошкообразный материал (глина, барит и др.), привезенный на скважину автоцементовозом, загружается в бункер 1 пневмотранспортом при помощи компрессора. Поступая в бункер, материал отделяется от воздуха, а воздух выходит в атмосферу через фильтр 5. При необходимости подачи порошкообразного материала в гидро-эжекторный смеситель вначале аэрируют материал в бункере, чтобы исключить его зависание при опорожнении бункера, затем открывают шиберную заслонку, в результате чего обеспечивается доступ материалов в гофрированный шланг.

Жидкость, прокачиваемая насосом через штуцер гидросмесителя, в камере последнего создает разрежение, а так как в бункере поддерживается атмосферное давление, то на концах гофрированного шланга возникает перепад давления, под действием которого порошкообразный материал перемещается в камеру гидросмесителя, где смешивается с прокачиваемой жидкостью.

Блок БПР-70 оборудован гидравлическим измерителем массы порошкообразного материала ГИВ-М.

Техническая характеристика БПР-70

Таблица 7.14.

№	Наименование показателя	Характеристика показателя
1	Число силосов в одном блоке	2
2	Объем каждого силоса, м3	35
3	Способ загрузки силосов	пневматический
4	Смесительное устройство	гидравлическое, эжекторного типа
5	Производительность блока при подаче порошкообразных материалов в гидросмесители одновременно из двух бункеров, кг/с	10

На неподвижной части бункера смонтировано разгрузочное устройство, включающее тарельчатый питатель и пневматический эжектор. Гидравлический смеситель можно устанавливать как на площадке блока, так и на емкости циркуляционной системы буровой установки. В последнем случае вместо тарельчатого питателя применяется шиберный затвор с аэратором в верхней его части. Привод тарельчатого питателя осуществляется при помощи электродвигателя с редуктором. Так как тарелка питателя вращается с постоянной частотой, то подачу порошкообразного материала в зону смешивания регулируют, изменяя положение специального ножа, входящего в комплект питателя.

В последние годы глинопорошки и утяжелители на заводах упаковываются в специальные мягкие контейнера (МКР) по 1,0 – 1,5 тонны и доставляются автотранспортом на буровую.

Ввод исходных компонентов в буровой раствор

При приготовлении и регулировании свойств буровых растворов исходные жидкие компоненты вводятся в раствор, как правило, непосредственно из заводской тары или из отсеков БХР. В каждом отсеке БХР смонтирован регулируемый кран, через который жидкий реагент дозированно подается в раствор. Ввод реагентов осуществляется либо в емкость блока приготовления растворов, либо в желоб ЦС при промывке скважины.

Для подачи сыпучих материалов разработаны и повсеместно используются гидросмесители.

Гидросмеситель предназначен для приготовления, обработки, утяже­ления и предварительного диспергирования буровых рас­творов на водной основе и углеводород­ных эмульсий путем сме­шивания порошкообразных материалов (барита, глинопорошка и химических реагентов) с жидкостью в высокотурбу­лентном по­токе.

Гидросмеситель СГМ-100 (рис.7.7) состоит из корпуса 1, конфузора 2, смесительной камеры 3, фланца 4, сопла 5, патрубка подачи порошко­об­разного материала 6, патрубка подачи жидко­сти 7 (быстроразъемное со­едине­ние). Смеситель поставляется в ком­плекте с приемной воронкой и пневмозагрузчиком.

Рис. 7.7 Гидросмиеситель СГМ – 100.

Воронка приемная (рис.7.8) состоит из каркаса 1, корпуса 2, воронки 3, ре­шетки 4, ниппеля 5, трубки 6, регулятора подсоса воздуха 7. Воронка предназна­чена для приема порошкообразных материалов из мешков и ра­ботает совместно со смесителем СГМ-100.

Рис. 7.8 Воронка приемная

Вместо приемной воронки для подачи порошкообразных ма­териалов может использоваться пневмозагрузчик (рис.7.9), со­стоящий из патрубков 1 и 2, воз­душной трубки 3, опоры 4, руко­ятки 5, регулировочного колпачка 6, ниппеля 7.

Рис. 7.9 Пневмозагрузчик

Смеситель является разновидностью струйного аппарата, в котором осуще­ствляется эжекция порошкообразных материалов и интенсивное смешивание с потоком рабочей жидкости (воды или бурового раствора), а также предварительное диспергирова­ние смеси. Смеситель через быстроразъемное соединение 7 (см рис.7.7) соединяется с нагнетательным патрубком насоса 2 (рис.7.10).

Рис. 7.10 Схема обвязки гидросмесителя СГМ – 100.

При движении рабо­чей жидкости через смеситель обра­зуется вакуум, за счет которого порошкооб­разный материал из воронки 4 или пневмозагрузчика 5 поступает в смеситель 3. Порошкообразный материал засыпается в ворон­ку. При помощи пневмозагрузчика загрузка происходит прямо из мешков или контейнера. Подсос воздуха в корпус воронки осуще­ствляется при помощи регулятора 7 (рис.7.8), а пневмозагрузчика – при помощи колпачка 6 (рис.7.9).

Приготовление бурового раствора, его утяжеление и химиче­ская об­работка с применением смесителя осуществляются сле­дующим образом.

В резервуар 1 заливается расчетное количество жидкости (воды или бу­рового раствора). Включается шламовый насос. При работе с воронкой в воронку 3 засыпается порош­кообразный ма­териал. Постепенно закрывая регулятор 7 (рис.7.8), устанавливают равномерную подачу порошко­образного ма­териала. При работе с пневмозагрузчиком, держа за ручку 5 (рис.7.9), погружают его в порошкообразный материал. Колпачком 6 регулируется подача порошко­образного мате­риала. По окончании ввода отмеренного количества порош­кооб­разного материала рекомендуется осуществить не менее двух цик­лов циркуляции раствора до полного перемешивания суспензии.

Производительность насоса для работы СГМ-100 должна быть не менее 100 м³/час, что обеспечивает производительность по вводимым материалам до 10 т/час.

Аналогично устроен и работает другой тип гидросмесителя, в котором гидроэжектор и воронка совмещены.

Рис. 7.11. Гидросмеситель Джет.

В качестве примера можно привести гидросмеситель «Джет». Схема его установки показана на рис.7.11.

Рис. 7.12. Схема установки гидросмесителя Джет

Расходные характеристики этого гидросмесителя выше, но недостатком является слив части раствора, оставшегося в напорной линии, в воронку.

Перемешивание компонентов раствора

Для перемешивания и равномерного распределения компонентов раствора в емкостях ЦС служат механические и гидравлические перемешиватели.

Перемешиватели механические

Перемешиватель лопастной механический предназначен для перемешивания буровых рас­творов, водных растворов реаген­тов и других жидкостей плотно­стью до 2,5 г/см³ в резер­вуарах с объемом до 40 м³ и высотой до 2200 мм.

В основном поставляются перемешиватели типа ПЛМ, «ПБР-7,5», «ПБРТ-5,5» и др. Устрой­ство их анало­гично и отличается, в основном, мощностью приво­да и редуктора.

Рис.7.13. Перемешиватель лопастной механический ПЛМ

Он состоит из рамы 1 (рис.7.13), червячного редуктора 2, электродви­гателя 3, вала 4, пропеллерной крыльчатки 5. Элек­тродвигатель 3 и редук­тор 2 закреплены на раме 1. Вал 4 с помо­щью жесткой муфты установлен на тихоходном валу редуктора 2. Вал 4 и крыльчатка 5 во время транспортирования могут демон­тиро­ваться. Перемешиватель монтируется на ме­таллоконструк­ции емкостей. Крыльчатка должна распола­гаться на расстоянии 50-150 мм от дна емкости.

Рис. 7.14. Рабочие крыльчатки перемешивателя

Модификации рабочих органов перемешивателей показаны на рис.7.14.

Мощность электрического привода перемешивателя, а также оптимальное их количество определяется габаритами емкости, а также свойствами приготавливаемого раствора, в частности его плотностью и вязкостными характеристиками.

В зависимости от диаметра рабочего органа разработаны две модификации перемешивателя, технические характеристики которых приведены в таблице 7.15.

Таблица 7.15.

Показатель	Величина показателя
	ПЛМ-1	ПЛМ
Мощность привода, кВт	3,0	7,5
Частота вращения рабочего органа, об/мин	70	75
Наружный диаметр мешалки, мм	950	1200
Габаритные размеры, мм, не более - длина х ширина - высота (без учета длины вала) - длина вала	780 х 450 460 1820	1340 х 650 560 1820

Гидравлический перемешиватель

Наряду с механическими продолжают использоваться гидравлические перемешиватели типа «4-УПГ», общий вид которого показан на рис.7.15.

Рис. 7.15. Гидроперемешиватель 4УПГ

В последнее время повышение надежности и эффективности механических перемешивателей в совокупности с повышением уровня очистки и качества буровых растворов привели к тому, что применение широко распространенных ранее гидроперемешивателей типа 4УПГ становится неповсеместным. Это связано еще и с тем, что не всегда для работы гидравлических перемешивателей возможно использование бурового насоса. Оптимальное давление для работы гидроперемешивателя – 4 МПа, то есть использование шламовых насосов это давление не обеспечивает.

Диспергирование твердой и эмульгирование жидкой фаз раствора

Даже при интенсивном перемешивании в гидросмесителе и при ис­пользовании механических перемешивателей, не происходит быстрая гид­рата­ция и диспергирование глинопо­рошка при приготовлении бурового раствора. Для ускорения диспергирования глины и растворения сыпучих химреагентов в воде используются диспергаторы раз­личной конструкции.

­ Одной из эффективных конструкций является диспергатор гидравли­ческий ДГ-2 (рис.7.16).

Рис. 7.16. Гидравлический диспергатор ДГ-2

Он состоит из корпуса 1, сопел 2, кол­лектора 3, по которому подается бу­ровой раствор от насоса, фильтра 4. Две струи раствора, пройдя через керамические насадки 5, соударяются в рабочей каме­ре 6 и слива­ются в емкость для приготовления раствора через выходной пат­рубок 7. Керами­ческие насадки 5 уплотнятся в соплах специальными рези­но­выми кольцами.

В диспергаторе ДГ-2 для измельчения глины используется кинетиче­ская энергия двух струй раствора, соударяющиеся в ра­бочей камере дис­пергатора (принцип «струя в струю»).

Практически диспергатором ДГ-2 можно диспергировать даже некачественные, трудно переходящие в коллоидное состояние глинопорошки. Весьма эффективен ДГ-2 и при растворении полимеров. Однако если при диспергировании глин можно использовать давление до 14,0 МПа, то при растворении полимеров оптимальным является 4,0 – 5,0 МПа. При более высоких давлениях происходит разрушение полимерных цепочек и снижение, как следствие, их технологических свойств.

Технические характеристики диспергатора «ДГ-2» приведены в таблице 7.16.

Таблица 7.16.

Наименование показателя.	Величина показателя.
Рабочее давление жидкости на входе в диспергатор, МПа	10,0-14,0
Пропускная способность, м3/час	до 150
Габариты, мм:	не более 1190 х 750 х 270
Масса, кг	не более 175

Диспергатор ДГ-2 рассчитан на большую подачу и высокое давление при работе от бурового насоса, что не всегда возможно и рационально на буровой.

В последние годы широкое распространение получил диспергатор гидравлический «ДГ-40», который незаменим, в частности, для приготовления стабильных гидрофобных эмульсионных растворов (рис.7.17).

Принцип действия диспергатора «ДГ-40» такой же как у «ДГ-2». За счет высокой кинетической энергии струй и кавитационных эффектов происходит эффективное измельчение (диспергирование) твердых компонентов раствора и/или эмульгирование жидких фаз эмульсии. Полученный раствор (эмульсия) по сливному патрубку подается либо в осреднительную емкость, либо непосредственно в скважину.

Рис. 7.17. Диспергатор гидравлический ДГ-40

Техническая характеристика диспергатора «ДГ-40» приведена в таблице 7.17.

Таблица 7.17.

Наименование показателя	Величина показателя
Рабочее давление жидкости на входе в диспергатор, МПа	4,0 – 10,0
Пропускная способность, м3/час	до 100
Габариты, мм:	не более 500 х 400 х 200
Масса, кг	не более 50

Достаточно эффективен диспергатор шаровой ДШМ-100 (рис.7.18). Он содержит наружную камеру 1 с тангенциальным подводящим патрубком 2 и внутреннюю камеру 3 со щелевид­ным соплом 4. Соосно с наружной и внутренней камерами уста­новлен фильтр 5. В камере 3 находятся мелю­щие тела 6 (стальные шарики). Внутренняя камера и фильтр герметизируются крышкой 7.

Рис. 7.18. Диспергатор шаровой ДШМ-100

Исходныйй раствор подается центробежным насосом через патрубок 2 и по­ступает че­рез ще­левидные сопла 4 в рабочую камеру, где нахо­дятся мелющие тела. Тангенциаль­ный подвод раствора и конст­руктивные особенности элемен­тов диспергатора обеспечивают высоко турбулентное движение потока раствора и разноускорен­ное движение мелющих тел на различных участках ра­бочей ка­меры. При этом высокие многократные местные контактные дав­ления обеспечивают интенсивное диспергирование твердой, эмульгирова­ние жидкой фаз раствора и полное взаи­модействие компонентов. Пройдя через отверстие в фильтре, раствор слива­ется в емкость.

Специальная конфигурация пространства между внутренней камерой и фильтром диспергатора кратно повышает эффективность процесса диспергирования и эмульгирования по сравнению с известными механическими мельницами (шаровые, бисерные и т.п.).

Техническая характеристика диспергатора «ДШМ-100» приведена в таблице 7.18.

Таблица 7.18.

Наименование показателя.	Величина показателя.
Принцип измельчения твердой и эмульгирования жидкой фаз раствора	Гидромеханический
Рабочее давление жидкости на входе в диспергатор, МПа	0,3 – 0,4
Пропускная способность, м3/час	до 100
Габариты, мм:	не более 430 х 360 х 460
Масса, кг	не более 50

Нужно отметить, что диспергатор ДШМ-100 менее эффективен в сравнении с гидравлическими диспергаторами при приготовлении глинистых и тампонажных растворов. Однако его вполне достаточно для быстрого растворения полимерных, лигносульфонатных и прочих сыпучих химреагентов без потери их качества. Для его работы достаточно шламового центробежного насоса типа 6Ш8-2, то есть его можно использовать автономно без привязки к силовой гидравлической системе буровой установки.

Шламовые насосы

Традиционные конструкции шламовых насосов.

В качестве шламовых насосов в бурении наиболее распространены насосы 6Ш8-2 и ВШН-150 с подачей 150 м³/час и напором 30-33 м. В каче­стве малорасходных шламовых насосов могут применяться насосы ПР 63/22,5 и ПР 12,5/12,5 с номи­нальной подачей, соответственно, 63 и 12,5 м³/час и напором 22,5 и 12,5 м.

Агрегат электронасосный центробежный шламовый 6Ш8-2 предна­значен для перекачивания гидросмесей с мелкой твердой фракцией плотностью 1200-1500 кг/м³, крупность отдельных взве­шенных частиц – не более 20 мм. Насос 6Ш8-2 (рис.7.19) – консольный, одноступенчатый, центробеж­ного типа. Вал насоса 1 установлен в корпусе 2 на двух подшипниках. Подшипники и масляная ванна защи­щены от попадания в них перекачиваемой жидкости и пыли лабиринтным уплотнением и резиновыми манжетами. Уплотнением вала 1 в корпусе насоса 5 служат манжета 6 и диск защитный 7. По мере износа манжеты и диска зазор устраняют, поджимая диск защитный 7 с по­мощью грундбуксы 8. Уплотнение всасывающей стороны – подвижное торцовое или манжетное. Регулировка торцового зазора производится с помощью регулиро­вочных винтов и кольца 9.

Рис. 7.19. Электронасосный агрегат 6Ш8-2

Регулированием задвижки на нагнетатель­ном трубопроводе можно получить необходимую подачу насоса. Запреща­ется регулировать производительность задвижкой на всасывающем трубо­проводе, так как при этом происходит кави­тация и преждевременный выход из строя насоса. Регули­ровка манжетов производится поджатием грундбуксы 8.

Техническая характеристика насоса 6Ш8-2 приведена в таблице 7.19.

Таблица 7.19.

Наименование показателя.	Величина показателя.
Номинальная подача, м3/час	159
Напор, м	33
Частота вращения рабочего колеса, об/мин	1450
Высота всасывания, м	5

Погружной шламовый ВШН-150 предна­значен для перекачки применяемого при бурении скважин промывочного раствора и пода­чи его в гидроциклонные установки для очистки от выбу­ренной породы.

Агрегат ВШН-150 (рис.7.20) является насосом центробежно­го типа. Приво­дится в действие от асинхронного фланцевого электродвигателя че­рез упругую фланцевую муфту.

Рис. 7.20. Электронасосный агрегат ВШН-150.

Рабочее колесо 4 открытого типа, правого вращения (если смот­реть со стороны электродвигателя 5). Вал 2 насоса установлен на двух шарикоподшипниках 3,6. Нижний ко­нец вала проходит через ре­зиновый подшипник 1. Смазкой резинового подшипника служит перека­чиваемая жидкость. Агрегат устанавливается на емкость так, чтобы плоскость опор­ного кронштейна насоса была выше перекачиваемой жидкости на 120-150 мм. Спи­ральный корпус насоса полностью погружается в перекачиваемую жидкость. Расстояние до дна емкости от нижней плоскости насоса должно быть не ме­нее 100 мм. Технические характеристики ВШН-150 аналогичны характеристикам насоса 6Ш8-2.

Основным преимуществом насоса ВШН-150 по сравнению с насосом 6Ш8-2 является более значительная долговечность уп­лотнения вала, до­пускающего, к тому же, утечки. Недостатками являются: небольшая глубина погружения насо­са в буровой раствор; жесткие требо­вания к минимальному уровню жидкости в емкости; необходимость раз­мещать насос на ем­костях циркуляционной системы, где рабочее пространство обычно сильно ограничено.

Насосы бессальниковые и с безнапорными сальниковыми уплотнителями.

С целью устранения недостатков традиционных шламовых насосов разработаны и выпускаются серийно типоразмерный ряд полупогружных бессальниковых насосов. Они более надежны и не требуют постоянного обслуживания.

Кроме того, производятся консольные центробежные насосы с безнапорным сальниковым уплотнением вала. Эти насосы отличает от типовых конструкций низкое давление на сальниковом узле (равное или ниже атмосферного) и надежная износостойкая сальниковая набивка.

Область применения этих насосов – гидроциклонная очистка буровых растворов при малолитражном бурении, а также в блоках приготовления типа БПР-2, БПР-3 (БПРХ), БПР-4.

Насос ПРМ 12,5/12,5, как и ПН 12,5/12,5 служит для подачи бурового раствора на центрифугу, удобен также для установки в системе долива как при глубоком бурении, так и при капитальном ремонте скважин и бурении вторых стволов.

Рассмотрим в качестве примера устройство насоса полупогружного ПН 63/22,5.

Рис. 7.21. Насос полупогружной ПН63/22,5

Насос (рис.7.21) состоит из подшипникового узла с валом и переходником, элек­тродвигателя и прочной части, включающей корпус со вкладышами и ра­бочее колесо. Корпус 5 соединен с корпусом 4 посредством переход­ника. В переходнике выполнены окна для подачи жидкости в проточ­ную часть. Вал приводится во вращение с помощью электродвигателя 1 и лепестковой муфты.

Работает насос следующим образом. При погружении проточной части и корпуса 5 в подлежащую перекачиванию жидкость с уровнем, указанным на рисунке, жидкость через окна в переходнике поступает в проточную часть, откуда под действием быстровращающегося рабочего колеса 3 нагнетается в напорный трубопровод 2.

В насосе нет сальникового узла, отсутствует контакт трущихся по­верхностей с абразивом, поэтому насос прост в обслуживании и долговечен.

Автономные полнокомплектные блоки приготовления

Перечисленные выше устройства являются автономными и могут поставляться и использоваться в составе ЦС самостоятельно по прямому назначению.

Начиная с конца 80-годов разработаны и изготавливаются автономные полнокомплектные блоки приготовления растворов и различных технологических жидкостей для строительства и капитального ремонта скважин.

Полнокомплектные блоки приго­товления являются многоцелевыми ус­тановками и позволяют на неболь­шой производственной площа­ди сосредоточить все необходимое для при­готовления буровых растворов оборудование.

В зависимости от цели и специальных требований заказчиков выпускаются блоки различных модификаций, некоторые из которых представлены ниже.

Блок БПР-1, представленный на рис.7.22, предназначен для приготовления буровых и тампонажных растворов, растворов химических реагентов и различных технологических жидкостей при строительстве и капитальном ремонте скважин общим объемом до 10 м³.

В состав блока входит емкость, шламовый насос «6Ш8-2М», гидросмеситель «СГМ-100», диспергатор «ДШМ-100», перемешиватель «ПЛМ», гидравлический диспергатор «ДГ-40», пульт управления, силовой шкаф.

Рис. 7.22. Блок БПР-1

Блок «БПР-1» представляет собой (рис.7.22) основание 1, на котором расположен резервуар. На резервуаре 2 установлен перемешиватель 3, смеситель 4, диспергатор 5. На основании установлен агрегат 6.

Трубопроводная обвязка всасывающей линии агрегата 7 обеспечивает прием жидкости из основного резервуара 2. Подача раствора агрегатом 6 обеспечивается напорным трубопроводом 8 в смеситель 4 или в диспергатор 5 или на откачку.

Напорной линией агрегата 6 через задвижки подается раствор в зависимости от выполняемой операции с соответствующим резервуаром циркуляционной системы, цементировочного агрегата или оборудования для капитального ремонта скважины.

Порошкообразные материалы в смесители могут быть введены с помощью переносной воронки 9, поставляемой в комплекте с блоком, или с помощью пневмозагрузчика.

Аппаратура для управления агрегатом и перемешивателем установлена в электрическом шкафу 10.

Технические характеристики БПР-1 приведены в таблице 7.20.

Таблица 7.20.

Наименование показателя	Величина показателя
Объемная производительность при приготовлении растворов, м3/ч., не менее	10,0
Полезный объем резервуара, м3, не менее	11,0
Производительность по порошкообразным материалам, т/ч., не более: - глинопорошка - утяжелителя - химических реагентов	10,0 15,0 3,0
Высота самовсасывания смесителем порошкообразных материалов, м, не менее	3,0
Установленная мощность, кВт, не более	37,5

Общий вид блока приготовления БПР-1 представлен на рис.7.22.

Блок «БПР-2»

При бурении глубоких скважин целесообразно использовать полнокомплектный блок «БПР-2» (рис.7.23). Блок предназначен для приготовле­ния водных и водно-ще­лочных растворов химических реагентов, буровых растворов на водной и углеводородной основе и спецжидкостей при строи­тельстве и капитальном ремонте скважин. Применяется в составе циркуля­ционных систем буровых установок всех классов.