Глава 8. Технология тампонажных работ

16. Циркуляционная система буровой установки. Назначение, функции, конструктивная схема, принцип и условия работы, основные требования. Циркуляционная система буровых установок включает в себя наземные устройства и сооружения, обеспечивающие промывку скважин путем многократной принудительной циркуляции бурового раствора по замкнутому кругу: насос — забой скважины — насос. Многократная замкнутая циркуляция дает значительную экономическую выгоду благодаря сокращению расхода химических компонентов и других ценных материалов, входящих в состав буровых растворов. Важно также отметить, что замкнутая циркуляция предотвращает загрязнение окружающей среды стоками бурового раствора, содержащего химически агрессивные и токсичные компоненты. Циркуляционные системы буровых установок состоят из взаимосвязанных устройств и сооружений, предназначенных для выполнения следующих основных функций: приготовления буровых растворов, очистки бурового раствора от выбуренной породы и других вредных примесей, прокачивания и оперативного регулирования физико-механических свойств бурового раствора. В состав циркуляционной системы входят также всасывающие и напорные линии насосов, емкости для хранения раствора и необходимых для его приготовления материалов, желоба, отстойники, контрольно-измерительные приборы и др. Циркуляционные системы монтируются из отдельных блоков, входящих в комплект поставки буровых установок. Блочный принцип изготовления обеспечивает компактность циркуляционной системы и упрощает ее монтаж и техническое обслуживание. Важнейшие требования, предъявляемые к циркуляционным системам буровых установок,— качественное приготовление, контроль и поддержание необходимых для данных геолого-технических условий состава и физико-механических свойств бурового раствора. При выполнении этих требований достигаются высокие скорости бурения и в значительной мере предотвращаются многие аварии и осложнения в скважине. В числе требований, предъявляемых к циркуляционным системам, важное значение имеют механизация и автоматизация процессов приготовления и очистки буровых растворов. Исключение тяжелого и малоквалифицированного ручного труда при выполнении этих трудоемких процессов имеет не только производственное, но и важное социальное значение, так как преобразует работу буровиков, делая ее более производительной и привлекательной. Глинопорошки и порошкообразные утяжелители хранятся в силосах 1 блока приготовления промывочного раствора (БПР). Порошкообразные химические реагенты, затаренные в мешки, складируются на крытой площадке 2. В блок приготовления промывочного раствора входят также дозатор, гидроэжекторный смеситель 4, диспергатор 3 и механический смеситель 8. Загрузка порошкообразных материалов в силосы и подача их в гидроэжекторный смеситель осуществляются пневмотранспортом. Приготовленный для промывки скважины буровой раствор поступает в резервуар 9, снабженный гидравлическими 17 и механическими 18 перемешивателями. Подпорными насосами 6 готовый раствор из резервуара 9 подается на прием буровых насосов 7, нагнетающих его по манифольду 30 в бурильную колонну 27. Из скважины буровой раствор по устьевому желобу 28 поступает в блок очистки, включающий два вибросита 26, отстойник 23, гидроциклонные пескоотделитель 22 и илоотделитель 14, центрифугу 13. Для подачи бурового раствора в пескоотделитель 22 и илоотделитель 14 используются центробежные шламовые насосы 15. Специальное вибросито 16 с мелкоячеечной сеткой служит для разделения частиц утяжелителя и глины. Кроме того, для удаления избытка глины при утяжелении бурового раствора предусмотрено эжекторно-гидроциклонное устройство 11. Для подачи раствора в центрифугу 13 служит винтовой насос 19. При наличии пластового газа буровой раствор направляется в блок очистки от газа, в состав которого входят газовый сепаратор 29 и дегазатор 25. В циркуляционную систему также входят блок 12 обработки промывочного раствора, блок 6 подпорных насосов и резервуарный блок, состоящий из нескольких металлических емкостей, часть которых имеет отдельные отсеки с механическими и гидравлическими перемешивателями. Люки 5 служат для очистки резервуаров от скопившихся отходов бурового раствора. Мерный отсек 20 и центробежный насос 21 используются для долива скважины при подъеме бурильной колонны. При спуске труб в скважину отсек 20 используется для контроля объема вытесняемого бурового раствора. Для контроля процесса промывки скважин применяются уровнемеры 10, установленные на всех резервуарах, расходомеры 31 и манометры, регистрирующие давление буровых и подпорных насосов, а также в камере эжекторного гидросмесителя и входных гидроциклонов. Газосодержание и плотность бурового раствора на приеме буровых насосов и при сливе из скважины контролируются приборами, расположенными на панели 24. Блок приготовления промывочного раствора снабжен гидравлическим измерителем массы порошкообразных материалов (ГИВ-М). Частота вращения центрифуги контролируется тахометром. На рис. XIV. 1 приведена схема шестиступенчатого блока бу­рового раствора. Раствор с выбуренной породой, выходя из скважины 1, поступает на вибросито 2, где происходит удаление частиц породы крупнее 0,16 мм. Далее раствор поступает в пес- коотделитель 3, в котором удаляются частицы крупнее 0,08 мм. Потом он проходит через гидроциклонные пескоотделитель 4 и шламоотделитель 5, где очищается от частиц крупнее 0,02 мм, и, проходя последовательно через сепараторы-центрифуги 6 и 7, очищается от частиц более 0,003 мм. Все это оборудование мон­тируется на резервуарах и составляет единый блок, который закрыт каркасом с укрытием и является единой транспорти­руемой единицей.

Список литературы

1. Ахмадеев Р.Г., Данюшевский B.C. Химия промывочных и тампонажных жидкостей. — М.: Недра, 1981.

2. Булатов А.И., Аветисов А.Г. Справочник инженера по бу­рению: В 4 т. — М.: Недра, 1993 — 1995. — Т. 1—4.

3. Булатов А.И., Данюшевский B.C. Тампонажные материа­лы. — М.: Недра, 1987.

4. Булатов А.И., Пеньков А.И., Проселков Ю.М. Справочник по промывке скважин. — М.: Недра, 1984.

5. Булатов А.И., Проселков Ю.М., Рябченко В.И. Технология промывки скважин. — М.: Недра, 1981.

6.Промывочные жидкости и тампонажные растворы/

A.И. Булатов, Н.Н. Круглицкий, Н.А. Мариампольский,

B.И. Рябченко. — Киев: Техника, 1974.

7. Рябченко В.И. Управление свойствами буровых раство­ров. — М.: Недра, 1990.

8. Рязанов Я.А. Справочник по буровым растворам. — М.:

Недра, 1979.

9. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. Под редакцией проф. А.И. Булатова/А.И. Булатов, Л.Б. Измай­лов, В.И. Крылов и др. — М.: Недра, 1981.

10.Теория и практика заканчивания скважин: В 5 т./
А.И. Булатов, П.П. Макаренко, В.Ф. Будников и др. — М.:

Недра, 1997—1998. — Т. 1—5.

11. Булатов А.И., Макаренко П.П., Проселков Ю.М. Буровые промывочные и тампонажные растворы: Учеб. пособие для вузов. - М.: ОАО "Издательство "Недра", 1999. - 424 с.: ил. ISBN 5-247-03812-6