23. Зачем необходимо удалять твердую фазу из промывочной жидкости?

В связи с тем, что поступающие в буровой раствор части­цы выбуренной породы оказывают вредное влияние на его основные технологические свойства, а следовательно, на тех­нико-экономические показатели бурения, очистке буровых растворов от вредных примесей уделяют особое внимание.

Для очистки бурового раствора от шлама используется комплекс различных механических устройств: вибрационные сита, гидроциклонные шламоотделители (песко- и илоотделители), сепараторы, центрифуги. Кроме того, в наиболее не­благоприятных условиях перед очисткой от шлама буровой раствор обрабатывают реагентами-флокулянтами, которые позволяют повысить эффективность работы очистных уст­ройств.

Несмотря на то, что система очистки сложная и дорогая, в большинстве случаев применение ее рентабельно вследствие значительного увеличения скоростей бурения, сокращения расходов на регулирование свойств бурового раствора, уменьшения степени осложненности ствола, удовлетворения требований защиты окружающей среды.

24. Как происходит отделение от шлама утяжеленных баритом растворов?

Для тонкой очистки утяжеленного бурового раствора от выбуренной породы чаще всего применяют батарею гидроциклонов с виброситом. Выделенные в гидроциклоне по массе частицы шлама вместе с частицами барита поступают на мелко­ячеистое вибросито, где частицы шлама, равные по массе частицам барита, но имеющие несколько больший размер, задерживаются вибрирующей сеткой, а частицы барита с жидкой фазой проходят через вибрирующую сетку и попадают в циркуляционную систему. Зарубежной практике гидроциклонные сепараторы приме­няют в качестве второй (после вибросит) или третьей (после пескоотделителя) ступени очистки утяжеленных растворов. Часто, особенно при бурении в глинах, даже многоступенча­тая система очистки не удовлетворяет буровиков, особенно при использовании утяжеленных буровых растворов. За счет накоп­ления выбуренной породы в растворе и ее диспергирования про­исходит наработка избыточных объемов раствора, на которые также приходится расходовать дорогостоящие химические реа­генты и порошкообразный барит. Поэтому в настоящее время иногда используют в качестве сепараторов твердой фазы цент­рифуги, способные создавать инерционное поле высокой напря­женности. С помощью центрифуг выделяют из избыточного объема бурового раствора дорогостоящий барит и возвращают его в циркуляционную систему, а избыток глинистых частиц удаляют из системы.

25. Опишите устройство вибросита и основные технические параметры его работы.

Очистка бурового раствора от шлама с помощью вибрационных сит является также механическим процессом, в котором происходит отде­ление частиц определенного размера с помощью просеиваю­щего устройства.

Главными факторами, определяющими глубину очистки и пропускную способность вибросита, являются размер ячеек сетки и просеивающая поверхность.

Длительный производственный опыт показал, что опти­мальное соотношение между длиной и шириной просеиваю­щих устройств составляет 2:1, а размеры сетки не должны превышать следующих: длина 2,6м, ширина 1,3м.

Эффективность работы вибросита (пропускная способ­ность, глубина и степень очистки) зависит прежде всего от типа и рабочего состояния вибрирующей сетки. Состояние натяжения сетки — важный техно­логический фактор, влияющий на эффективность работы ви­бросита.

Вибрационное сдвоенное вибросито СВ-2 предназначено для очистки бурового раствора от шлама при бурении глубо­ких скважин в любых типах пород. Оно состоит из рамы, распределительного желоба, двух электродвига­телей, ограждения, вибрирующей рамы, амортизаторов и барабанов для натяжения сетки. Боковые стенки, при­варенные к полозьям опорной рамы, образуют ванну, в ко­торую поступает очищенный буровой раствор. На опорной раме установлены распределительный желоб и две вибриру­ющие рамы. Распределительный желоб устроен таким образом, что обеспечивает прием бурового раствора с трех сто­рон и подачу его на сетку вибрирующей рамы через два сливных лотка. Выравниватели сливных лотков обеспечивают равномерное распределение раствора по ширине сетки. Вы­равниватели могут полностью перекрыть сливные лотки же­лоба.

В центре распределительного желоба выполнено окно, с помощью которого желоб соединяется с ванной вибросита. Поэтому при закрытых выравнивателями лотках и поднятом вверх угловом шибере раствор будет поступать непосредст­венно в ванну, минуя сетку. Окно перекрывается угловым шибером.

Колебательные движения сеткам сообщают вибраторы, приводимые в движение двумя электродвигателями. Каждая вибрирующая рама опирается на четыре резиновых аморти­затора и имеет вибратор с эксцентриковым валом. На кон­цах вибрирующей рамы установлены два барабана с храпо­выми механизмами. Между барабанами натягивается рабочая часть сетки, и ее запасная часть, которая в 2 раза больше рабочей, наматывается на верхний барабан вибрирующей рамы. По мере износа сетки перематывают на нижний бара­бан до полного износа по всей длине.

Вибросито СВ-2 в состоянии пропустить до 60 л/с бурово­го раствора при сетке с размером ячейки 1x5 мм. Длина рабочей части сетки 1,2 м, ширина 0,9 м. Общая длина уста­навливаемой на вибросито сетки 4,5 м. Сетка колеблется с частотой 1600 или 2000 колебаний в 1 мин. Наклон сетки к горизонту 12— 18 °С. Масса вибросита 1380 кг.