Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

В процессе бурения осуществляется много­кратная циркуляция, промывочной жидкости, в результате че­го частицы выбуренной породы выносятся на поверхность (рис. 19.11). Крупные частицы обычно оседают в желобах и отстойниках, а мелкие частицы вновь попадают с промывоч­ной жидкостью в скважину. Накопление шлама в растворе существенно ухудшает качество промывочной жидкости. Осо-

бенно интенсивно этот процесс протекает в структурирован­ных растворах, например в глинистых. Зашламование раство­ра приводит к быстрому износу гидравлического блока насо­са, ухудшает работу породоразрушающего инструмента и снижает механическую скорость бурения.

Поэтому промывочную жидкость стараются очищать от бу­рового шлама, применяя различные способы.

В разведочном бурении в настоящее время применяются следующие метод очистки:

1) естественные — в желобной системе и отстойниках;

2) принудительные с помощью вибрационных сит, гидро­циклонов, илоОтделителей. В ряде случаев применяют физи — ко-химические методы с помощью реагентов-флокулянтов.

Желоба часто прокладываются непосредственно в грунте или изготавливаются из досок или листового железа. Сечение желобов 200×300 мм, длина колеблется от 15 до 20 м. Оседа­ние частиц шлама в желобах происходит под действием силы тяжести, и этот процесс протекает тем интенсивнее, чем бы­стрее разрушается структура раствора. На разрушение струк­туры раствора оказывает влияние скорость течения раствора в желобах и возможные завихрения потока за счет установки различных перегородок по длине желоба.

Для нормальных глинистых растворов скорость течения должна быть в пределах 0,15-0,18 м/с, которая достигается путем установки желобов с уклоном 1/100-1/125. Для лучшей

очистки раствора от шлама по длине желоба устанавливают перегородки через 1-2 м.

Естественный способ очистки недостаточно эффективен для вязких глинистых растворов, при котором очищается только до 20 % шлама. Очистка желобов от шлама произво­дится вручную, при этом теряется до 10-15 % раствора и за­грязняется территория около буровой вышки.

Механический способ очистки с помощью выбросит не на­шел применения при разведочном колонковом бурении ввиду отсутствия транспортабельных и малогабаритных вибросит. В основном вибросита выпускаются для глубокого бурения на нефть и газ.

Гидравлическая очистка промывочных жидкостей от шла­ма осуществляется на гидроциклонах.

Гидроциклон (рис. 19.12) состоит из верхней короткой ци­линдрической части и нижней удлиненной конусной части 1 с углом конусности 10-20°. Из внутренней полости гидроцикло­на через верхнюю крышку выводится выходной патрубок 3. Конус заканчивается выпускным каналом 4 со сменными на­садками. Жидкость, содержащая частицы шлама, подается на­сосом через входной патрубок 2 и по касательной вводится вдоль стенки цилиндрического диффузора во внутреннюю часть гидроциклона. Здесь она приобретает вращательное движение, под действием центробежных сил частицы отбра­сываются к периферийной части конуса и по спирали опуска­ются под действием силы тяжести и проходят через Песковой насадок 4. Жидкость, освобожденная от шлама, встречает значительное сопротивление у Песковой насадки и движется вверх по спирали к выходному патрубку 3.

Давление на входе в гидроциклон составляет 0,2-0,3 МПа.

Производительность гидроциклона и степень очистки жид­кости от шлама зависят от его геометрических размеров (диа­метра, угла конусности), перепада давления на входе, диамет­ров пескового и выходного патрубков и структурно-механиче — ских параметров раствора. С увеличением вязкости и плотно­сти раствора степень его очистки ухудшается.

Минимальный размер частиц, отделяемых в гидроциклоне, не менее 0,02 мм.

Качество очистки раствора от шлама оценивается по коэф­фициентам очистной способности Ка и эффективности очист­ки кс.

Коэффициент очистной способности представляет собой отношение содержания "песка" в исходном растворе Я к со­держанию "песка" в очищенном растворе П0:

К0 = П/Па.

Коэффициент эффективности очистки определяется по фор­муле

Кс = П-~П° 100%. я

В настоящее время серийно выпускается гидроциклонная установка ОПР-1, разработанная ВИТРом, которая очищает раствор от шлама крупностью до 0,05 мм. При использовании ОПР-1 устье скважины герметизируется и промывочная жид­кость, выходящая из скважины, направляется по трубопрово­ду в гидроциклон, где очищается и отводится в приемную ем­кость. Установка имеет три сменных циклона производитель­ностью 25, 60 и 100 л/мин.

Комментарии запрещены.