2.4. Технические средства для очистки промывочной жидкости

Очистка раствора от шлама осуществляется в желобах и отстойниках (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Желобные системы для очистки промывочной жидкости от шлама:

а – летняя; б – зимняя; 1 – устье скважины; 2 – желоб прямой; 3 – отстойник; 4 – желоб с перегородками; 5 – перегородки

Длина желобов составляет 15-25 м. В желобах имеются перегородки, изменяющие направление движения раствора. Это способствует разрушению связей между частицами в растворе и выпадению шлама в виде осадка. уклон желобов составляет 0,5-1 см на 1 м длины. Желоба и отстойники периодически должны очищаться от осевшего шлама.

При бурении глубоких скважин очистку скважин производят механическим сособом при помощи гидроциклонов, вибросит и сепараторов

Выпускаемый для геологоразведочного бурения гидроциклон 20 ГХ (рис.25а) имеет пропускную способность до 500 л/мин и очищает раствор до содержания шлама не более 0,5 %

Рис. 2.5, а. Гидроциклонная установка для очистки глинистого раствора

1 – насос; 2 – труба; 3 – отвод; 4 – гидроциклон; 5 – желоб; 6 – электродвигатель; 7 – всасывающий рукав.

Установка для очистки промывочных растворов ОПР-1 конструкции ВИТР гидроциклонного типа предназначена для очистки промывочной жидкости от шлама выбуренной породы. В комплект установки входят щит для монтажа гидроциклона и три сменных гидроциклона (производительностью 15-25, 25-60 и 60-100 л/мин).

Подача жидкости в гидроциклоны производится от бурового насоса с забором жидкости из отстойника.

Рис. 2.5, б. Установка для очистки промывочных растворов ОПР-1 (ВИТР).

1 – штуцер со шлангом для подвода жидкости от устья скважины; 2 – щит монтажный; 3 - трубопровод; 4 – манометр; 5 – гидроциклоны диаметром 75 (50, 25) мм; 6 – лоток сливной; 7 – тяги; 8 – кран проходной пробковый; 9 – кронштейн; 10 – коллектор.

Техническая характеристика установки ОПР

Пропускная способность, л/мин........................................................................................15-100

Допустимое содержание шлама в растворе (до очистки), %.............................Не более 15

Максимальная крупность частиц шлама в растворе, мм:

до очистки.............................................................................................................................2

после очистки.................................................................................................Не более 0,05

Габаритные размеры, мм........................................................................................1134х328х846

Масса, кг........................................................................................................................................14

При бурении скважин на нефть и газ очистку промывочной жидкости от шлама проводят с помощью сит и сепараторов.

Очистка промывочных жидкостей этими способами производится при помощи механических средств путем отцеживания раствора на сетках. Сюда относятся вибрационные сита, сито-конвейер и самовращающийся сепаратор. Эти устройства используют для грубой очистки растворов. Размеры ячеек сит составляют: 0,7х2,3; 1,0х2,3; 1,0х5,0 мм. Частицы шлама размером менее 0,5 мм с помощью этих сеток отделить нельзя.

Вибрационное сито СВС-2 (рис. 2.7 а) представляет собой раму 2 с натянутой на нее сеткой.. Рама устанавливается на пластинчатых рессорах наклонно под углом 15-18⁰. Раствор поступает к раме по открытому желобу и распределяется равномерным слоем по всей ширине сеток при помощи особых шторок – выравнивателей. Рама с сеткой под действием вибратора вибрирует, что способствует разрушению структуры жидкости, раствор протекает сквозь сетки, собирается в ванне и по желобной системе направляется к приемным емкостям. Шлам по наклонной сетке сбрасывается за пределы сита. Известны конструкции сит СВС-2 и СВ-2. Пропускная способность вибрационных сит составляет 50-60 л/с, частота колебаний рамы до 2000 в 1 мин, приводная мощность двигателя 4,5 кВт.

Рис. 2.7, а. Вибрационное сито СВС-2:

1 – корпус – станина; 2 – вибрационная рама с сеткой; 3 – вибратор; 4 – желоб; 5 – желоб для очищенного раствора.

Сито-конвейер (рис. 2.7, б) состоит из сварной рамы 1, на которой смонтированы ведущий 2 и ведомый 3 барабаны с натянутой на них бесконечной сеткой 4. У приемного желоба на раме установлено силовое колесо, которое приводится во вращение потоком промывочной жидкости, выходящей из скважины. Колесо передает вращение ведущему барабану. пройдя лопасти силового колеса, буровой раствор попадает на поступательно движущуюся сетку, процеживается и через корыто направляется по желобам в приемную емкость насосов. Шлам остается на сетке и по ходу ее движения сбрасывается. Нижняя часть сетки непрерывно промывается через специальную промывочную систему 5. Производительность сита-конвейера – до 60 л/с.

Рис. 2.7, б. Сито-конвейер СКР-650

Самовращающийся сепаратор (рис. 2.8) также приводится в действие энергией промывочной жидкости, выходящей из скважины. Промывочная жидкость поступает на лопасти силового колеса 1 и заставляет его вращаться. вращение от силового колеса передается через трансмиссию 2 рабочему сепарирующему барабану 3 и одновременно вспомогательному барабану 4. Рабочий барабан представляет собой сварной горизонтальный шнек, обтянутый сеткой. Вспомогательный барабан служит для отбора проб шлама.

Рис. 2.8. Самовращающийся сепаратор СГС-60/15-46

Поток промывочного раствора из камеры силового колеса, попадая внутрь рабочего барабана, стекает через сетку барабана в корыто и по желобам направляется к приемной емкости. Отделившийся в барабане шлам выталкивается шнеком. Сетка периодически промывается водой из форсунок. Пропускная способность сепаратора до 60 л/с.

Все эти устройства, обладая высокой производительностью, громоздки и обеспечивают лишь грубую очистку. Кроме того, их работа возможна лишь при условии превышения входного желоба над выходным не менее 0,6-0,8 м. Поэтому они используются главным образом при глубоком разведочном бурении на нефть и газ.

Комбинированные методы очистки.

Для повышения эффективности очистки промывочных жидкостей от шлама часто используют комбинации описанных методов. Наибольшее распространение получило сочетание метода очистки в желобах с гидроциклонным способом. При этом грубая очистка производится в желобах, а тонкая – в гидроциклонах. Длина желобов при комбинированной системе несколько сокращается. Состав комбинированных циркуляционных систем для различных геолого-технических условий привден в таблице 2.

В практике бурения глубоких разведочных скважин применяется ситогидроциклонная установка 4СГУ-2, состоящая из одинарного вибросита, батареи, из четырех резиновых гидроциклонов диаметром 150 мм и насоса ВШН-150. Пропускная способность ситогидроциклонной установки 60 л/с, установленная мощность электродвигателя для привода насоса 32,2 кВт. Сетка вибросита установки имеет ячейки размером 4х4

Глиностанции

Стационарные глиностанции (рис.2.8 ) предназначены для приготовления глинистых растворов и обслуживания буровых установок, рассчитанных на длительное время работы.

Глиностанции обычно устанавливают вблизи водоема. Иногда для глиностанции бурят две водоснабженческие скважины, которые оборудуют насосами. Надо стремиться, чтобы расстояние от глиностанции до буровых установок было минимальным.

Рис. 2.6. Глиностанция:

1 – электродвигатели; 2 – насрсы; 3 – коллектор; 4 – центробежный насрс; 5 - запасная емкость; 6 – глиномешалка; 7 – электродвигатели; 8 – чан для замачивания глины; 9 – склад; 10 –крыша

Общее количество емкостей для приготовления приготовления промывочных жидкостей для бурения глубоких скважин показано в табл. 2.2

Таблица 2.2.

Геолого-технические условия бурения скважин	Длина желобов, м	Обеспечение ёмкостями
		Приемные емкости		Металлические емкости			Итого
		Количество
		шт	м3	шт	м3	шт		м3
Для станка ЗИФ-650А, глубина бурения до 700 м
Нормальные, по твердым породам...............................................	4	2	15	3	3	5		18
Нормальные, по мягким глинистым породам...........................	13	3	27	3	3	7		42
Для станков ЗИФ-1200А, ЗИФ-1200МР, глубина бурения до 1500 м
Нормальные, по твердым породам..............................................	13	3	29	4	4	7		33
Осложненные, по твердым породам..............................................	25	4	41	4	4	8		45
Нормальные, по мягким глинистым породам..........................	13	3	37	4	4	7		41
Осложненные, по мягким глинистым породам..........................	29	4	49	4	4	8		53
Для станков БА-2000, глубина бурения от 1500 до 2000 м
Нормальные, по твердым и мягким породам...........................	15	3	52	5	5	8		57
Осложненные, по твердым и мягким глинистым породам......	30	4	64	5	5	9		69