6.2. Бурение скважин с продувкой сжатым воздухом
Продувка скважин воздухом, как отмечено выше, является эффективным технологическим средством, имеющим целый ряд достоинств, позволяющим существенно повысить производительность и снизить стоимость буровых работ.
Но наряду с достоинствами бурение с продувкой сжатым воздухом имеет и ряд недостатков:
ограничена глубина бурения из-за технических возможностей компрессора;
затруднено бурение в обводненных породах, в несвязанных, сыпучих, а также липких пластичных породах;
требуются дополнительные затраты для установки пылеулавливающих уройств;
снижается выход керна в трещинноватых породах.
Рис. 6.1. Схема расположения оборудования при бурении скважин с продувкой
Для бурения скважин с продувкой сжатым воздухом используют серийное буровое оборудование: станки и установки, породоразрушающий инструмент. Принципиальное отличие от способов бурения с применением жидких очистных агентов заключается в устройстве выходной линии на поверхности и герметизации устья скважин. Схема обвязки оборудования при разведочном бурении с продувкой воздухом приведена на рис. 6.1.
Основное оборудование включает буровой станок 14, компрессор 1 с ресивером 2 и буровой насос 15, зумпф 16. Насос можно использовать в случае осложнений или при встрече сильно обводненных пород. В систему обвязки оборудования включают влагоотделитель 4 для сбора конденсата, холодильник 5 для поддержания постоянной температуры воздуха, герметизатор устья скважины 11, шламоотводную линию 12 с циклоном 13 для очистки воздуха. В систему обвязки входят соединительные шланги 3, вентили 7 и выкидная линия 6. В качестве контрольно-измерительной аппаратуры используют манометр 9 для контроля давления воздуха, расходомер 8 и термометр 10. Температура сжатого воздуха не должна превышать 90 0С, так как это может вызвать разрушение резиновых шлангов. Выкидную линию 12 обычно устанавливают в сторону господствующих ветров на расстоянии не менее 10 м. Для уменьшения попадания пыли в буровую иногда на конце выкидной линии устанавливают вытяжной вентилятор. Трубопроводы поверхностной обвязки не должны иметь резких сужений и поворотов.
При бурении с продувкой следует использовать бурильные трубы муфтово-замкового соединения с широкими проходными каналами и коническими резьбами. Такие соединения обеспечивают минимальные потери давления и утечки воздуха.
Породоразрушающий инструмент должен обеспечивать свободный проход воздуха на забой, поэтому предпочтительно использовать твердосплавные коронки с повышенным выходом резцов и с увеличенной площадью промывочных каналов.
Переход с промывки на продувку не вызывает существенных изменений параметров режима бурения. Особое внимание уделяется расходу воздуха и его давлению в нагнетательной линии.
Основной причиной осложнений при бурении с продувкой является поступление воды в скважину. При водопритоках до 10 % от величины образующегося в единицу времени шлама, последний начинает слипаться, что может привести к зашламовыванию скважины. Основная мера борьбы с этим осложнением – увеличение расхода воздуха. Это способствует полному выносу шлама. При водопритоках от 10 до 35 % от расхода шлама на стенки скважины и бурильные трубы идет образование сальников, возникают затяжки и прихваты инструмента при подъеме. При водопритоках свыше 35 % к количеству шлама сальники не образуются, а возникает столб водошламовой суспензии. Эффективным средством борьбы с сальникообразованием является добавление в поток воздуха пенообразователей в виде 0,5 – 1,5 % -ных водных растворов в количестве 10 – 50 л на рейс. В качестве пенообразователей используют пенообразующие ПАВ, основные сведения по их применению приведены в табл. 6.1.
Таблица 6.1