7.8.2. Бурение поглощающих скважин с пониженным и уменьшенным расходом промывочной жидкости

Бурение поглощающих скважин с пониженной (против оптимальной) подачей промывочной жидкости в пределах технически необходимого минимума должно обеспечить безаварийную проходку скважин при максимально возможном снижении потерь промывочной жидкости в зонах поглощения.

Поскольку уменьшение расхода промывочной жидкости ниже минимально допустимых значений может привести к сложным авариям, а увеличение расхода сверх экономически целесообразных значений – к необоснованному перерасходу ее, важно поддерживать подачу промывочной жидкости в скважину в определенном, но узком диапазоне, что в условиях бурения без выхода промывочной жидкости на поверхность возможно лишь с использованием эффективных средств для регулирования подачи и контроля за ней.

На практике для контроля за расходом жидкости применяют различные расходомеры. В частности, для применения при разведочном бурении разработаны электронный расходомер ЭМР-2 и расходомер РПЛ1 с повышенной магнитной лопастью (СКБ «Геотехника»), расходомер ЭРМ (КазИМС). К сожалению, эти приборы чувствительны к ударам, вибрациям и т.п., в связи с чем часто выходят из строя, и для их работы требуется электроэнергия.

Расходомер Р-8 этого недостатка лишен; расходомер состоит (рис. ) из корпуса 2, внутри которого в коническом канале расположен датчик, имеющий шток 3, магнит 4 и поплавок 1. Магнит может перемещаться внутри латунного стакана 7. Снаружи стакана расположено отсчетное устройство, выполненное в виде зубчатой рейки 6, между зубьями которой уложены тонкие стальные пластины 5. Каждая из пластинок снизу окрашена в черный, а сверху в белый цвет. Скошенные (наклонные) поверхности зубьев рейки также имеют белую окраску, а горизонтально расположенные – черную (в исходном положении рейка с пластинами выглядит как белая полоса); по сторонам рейки расположены шкалы 8.

Принцип действия расходомера основан на использовании скоростного напора промывочной жидкости, поступающей снизу в конический канал корпуса прибора. В зависимости от скорости движущегося в коническом канале потока поплавок 1, а вместе с ним шток 3 и магнит 4 поднимаются на определенную высоту. Магнитное поле воздействует на пластинки, находящиеся напротив магнита. В результате поворота пластинок на белом фоне рейки образуется темная полоса, верхняя граница которой служит линией отсчета.

Техническая характеристика расходомера Р-8

Предел изменений, л/мин ………………………………… 0…150

Максимальное рабочее давление, МПа ……………….. 6,3

Класс точности ……………………………………………… 4

Габариты, мм ……………………………………………….. 856х187х75

Масса, кг …………………………………………………….. 12,5

Достоинством расходомера является простота изготовления и обслуживания, недостаток – высокая вероятность заклинивания подвижного узла частицами шлама из промывочной жидкости.

Расходомер ТулНИГП (рис. ) во внутренней цилиндрической полости корпуса, состоящего из двух соединенных на резьбе деталей 1 и 2, имеет втулку 3, внутри которой установлена диафрагма 4 в виде плоского кольца с круглым отверстием в центре. В проточке корпуса 1 на втулке 3 между буртиком втулки и торцом второй детали корпуса (поз.2) размещена пружина 5. Гладкой наружной поверхностью втулка 3 контактирует с уплотнительными манжетами 6 и 7, установленными в корпусе по обе стороны продольного паза и предотвращающими перетекание жидкости в зазоре между втулкой и корпусом. С втулкой 3 скреплен указатель 8, выходящий через продольный паз в корпусе 1 к шкале 9, установленной на его наружной поверхности.

При прокачивании жидкости через диафрагму 4 возникает перепад давлений, пропорциональный величине расхода. Под действием усилия, создаваемого перепадом давлений, диафрагма 4 вместе со скрепленной с ней втулкой 3 перемещается в направлении потока, сжимая пружину 5, расположенную между буртиком втулки 3 и торцом второй детали корпуса (поз.2). Указатель 8, скрепленный с втулкой 3, вместе с нею перемещается по продольному пазу в корпусе вдоль шкалы 9. Перемещение диафрагмы с втулкой и указателем продолжается до тех пор, пока усилие от перепада давлений не уравновесится реакцией сжатой пружины. В этот момент указатель показывает на шкале абсолютное значение мгновенного расхода жидкости. Шкала расходомера градуируется с помощью мерной емкости или эталонного расходомера, который в этом случае подключается в магистраль последовательно с расходомером. Внутренний диаметр корпуса целесообразно иметь равным диаметру трубопровода, а устанавливать расходомер в магистрали нужно так, чтобы в непосредственной близости не было местных сопротивлений. Диаметр отверстия в диафрагме и жесткость пружины подбираются с таким расчетом, чтобы обеспечить достаточный размер шкалы и хорошую различимость показаний прибора.

В случае измерения расхода жидкостей, существенно отличающихся плотностью, может применяться двойная или тройная шкала.