4. Очистка глинистого раствора

Для очистки глинистого раствора от выбуренной породы (шлама) применяются два способа: гидравлическая и принудительная очистка.

При гидравлическом способе очистки раствор самостоятельно освобождается от загрязнений, протекая по очистной системе. От устья скважины к емкостям буровых насосов, из которых они всасывают промывочную жидкость, прокладывается зигзагообразно желобная система длиной 50–70 м с уклоном 0,01–0,015° от устья скважины. Ширина желобов обычно равна 0,8 м, высота 0,4 м. Для лучшего отделения частиц выбуренной породы из глинистого раствора в желобах через каждые 6–8 м устанавливают перегородки высотой около 30 см. По мере накопления выбуренной породы производят очистку желобов.

Может также использоваться наиболее примитивный – амбарный способ: глинистый раствор, вытекающий из скважины, пропускается через 3–6 последовательно расположенных земляных амбаров емкостью 3–40 м³ каждый.

Принудительная очистка. Практика показала, что очистка глинистого раствора от выбуренной породы только в желобной системе не дает нужного эффекта. Значительно лучше очищается раствор, если помимо желобной системы на пути движения раствора устанавливаются механизмы, принудительно отделяющие из раствора выбуренную породу. В настоящее время наибольшее распространение из этих механизмов получили вибрационные сита и гидроциклонные установки. В случае применения вибрационных сит загрязненный выбуренной породой глинистый раствор подается на сито, на котором частицы породы задерживаются и сбрасываются в сторону, а очищенный глинистый раствор, пройдя через сито, попадает в желобную систему и далее в приемную емкость буровых насосов.

Гидроциклонная установка устроена так, что поступающая в нее жидкость приобретает вихревое движение. В движущемся потоке возникают центробежные силы. Под действием их происходит весьма интенсивное отделение частиц выбуренной породы из движущегося потока глинистого раствора. Отдельные частицы породы выбрасываются через специальное отверстие в гидроциклоне, а очищенный поток поступает в желобную систему и в приемную емкость буровых насосов.

4. Продувка скважин воздухом и аэрированные растворы

Вместо промывки скважин жидкостью в определенных условиях можно успешно применять продувку скважин воздухом (реже естественным газом). Принципиальной разницы в схемах очистки забоя при этих методах нет.

От компрессора сжатый воздух или газ по нагнетательному трубопроводу подается через буровой шланг и вертлюг в бурильную колонну и далее через отверстия в долоте на забой скважины. Поток воздуха или газа подхватывает кусочки выбуренной породы с забоя и по затрубному пространству поднимается к устью скважины. Затем смесь воздуха или газа с выбуренной породой направляется в выкидную линию, на конце которой располагается шламоуловитель.

Устье скважины герметизируют специальным устройством для защиты людей и оборудования от выносимой из скважины пыли.

Применение продувки скважин воздухом или газом по сравнению с промывкой жидкостью имеет ряд преимуществ.

1. Увеличивается механическая скорость проходки и проходка на долото за счет лучшей очистки забоя скважины от выбуренной породы, отсутствия гидростатического давления столба жидкости на забой скважины и улучшения условий охлаждения долота.

2. Улучшаются условия бурения скважины в трещиноватых и кавернозных породах, в которые при промывке скважины поглощается промывочная жидкость, вызывая частичные или полные потери циркуляции.

3. Облегчаются условия бурения скважины в безводных районах.

4. Обеспечивается лучшая сохранность продуктивного горизонта (особенно с низким пластовым давлением), т. к. в данном случае нет отрицательного воздействия промывочной жидкости на поры пласта.

5. Создаются условия для более правильной оценки геологами поднимаемого керна и выносимых частиц породы в связи с отсутствием загрязненности породы промывочной жидкостью.

Однако продувку скважин можно применять не в любых геологических условиях, что ограничивает применение этого метода очистки забоя скважины.

Наибольшие затруднения возникают при продувке скважин в процессе бурения в водоносных горизонтах со значительными водопритоками, когда в связи с увеличением гидростатического давления столба жидкости ухудшаются условия работы компрессоров. Большими трудностями сопровождается также разбуривание вязких пород (типа глин), способных налипать на стенки скважины и образовывать сальники на бурильной колонне. При разбуривании таких пород с продувкой забоя воздухом возможны прихваты бурильной колонны.

Опасно применять продувку забоя воздухом и при прохождении нефтяных и газовых пластов из-за образования взрывчатой смеси. В этих случаях целесообразно применять в качестве продувочного агента выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания.

Промывка аэрированным глинистым раствором применяется при необходимости снижения гидростатического давления при прохождении зон поглощений, проницаемых продуктивных интервалов и др. Такой способ промывки скважин позволяет довольно легко устанавливать необходимое противодавление на проходимые пласты в целях избежания интенсивного притока воды в скважину и обвалов пород.

Аэрирование раствора производится в процессе бурения путем систематической добавки воздуха в циркулирующую промывочную жидкость.