ОЧИСТКА ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ОТ ВЫБУРЕННЫХ ПОРОД И ГАЗА
Своевременная и качественная очистка промывочных жидкостей от частичек выбуренных пород — важнейшее условие эффективности процесса бурения разведочных скважин. Накопление шлама в промывочном растворе, как уже отмечалось, существенно ухудшает его качество: снижается глинизирующая способность раствора, что приводит к образованию толстой рыхлой корки на стенках скважины и создает опасность обвалов.
Использование зашламованных растворов нередко способствует сальникообразованию и прихватам бурильной колонны, преждевременному износу насосов и бурового снаряда, а также излишнему расходу реагентов. За счет повышения плотности промывочной жидкости значительно уменьшается механическая скорость бурения, возрастает вероятность поглощения. Частицы пород, обладающие коагулирующими свойствами, например ангидрит, могут вызвать необратимую коагуляцию раствора. Даже в естественных промывочных жидкостях крупные частицы — нежелательный компонент.
Промывочные жидкости, не имеющие структуры и обладающие небольшой вязкостью, легко очищаются от шлама. С ростом вязкости и структурированности раствора условия его очистки ухудшаются, ячеистая структура раствора препятствует выпадению частиц. Для преодоления частицами породы сил трения при оседании требуются значительно большие усилия. Структурированность и высокая вязкость промывочной жидкости, являясь положительными факторами при удержании частиц разбуренной породы во взвешенном состоянии и выносе их на поверхность, отрицательно сказываются на очистке ее от примесей.
Обязательное условие хорошей очистки структурированной промывочной жидкости — разрушение ее структуры. Наиболее прочными структурами обладают глинистые растворы, поэтому они наиболее трудно очищаются от выбуренной породы.
Для обеспечения нормальных условий бурения необходимо, чтобы в очистной системе от промывочной жидкости отбиралось такое же количество горной породы, которое в нее поступает в процессе циркуляции в скважине. У неглинистых и естественных промывочных растворов в процессе очистки должны отделяться частицы, которые не могут служить полезной составляющей твердой фазы. Качество очистки характеризуется степенью очистки: количеством извлеченного шлама в процентах от общей массы, подлежащей удалению.
Методы очистки промывочной жидкости от шлама можно классифицировать следующим образом.
1. Естественные — в желобной системе и отстойниках.
2. Принудительные:
механические — с помощью сит;
гидравлические — центрифугированием в гидроциклонах и центрифугах;
физико-химические—введением флокулянтов и разбавителей.
3. Комбинированные — сочетанием приведенных выше методов.
Твердые частицы в буровом растворе делятся на коллоиды (менее 2 мкм), илы (2—80 мкм) и пески (более 80 мкм). Чем меньше размеры частиц, тем сложнее они выводятся из промы — вочной жидкости. Так, при алмазном бурении 85—90% шлама представлено частицами размером 0,2—0,005 мм и менее.
Следует отметить, что особую сложность представляет удаление излишней твердой фазы, представленной глинистыми разностями. Такие частицы в процессе бурения обычно быстро диспергируются до размеров исходной дисперсной фазы.