Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Промывка (продувка) скважин — важнейший составной эле­мент процесса бурения, в большинстве случаев столь же необ­ходимый, как и разрушение породы забоя. Сущность промывки (продувки) заключается в непрерывной или периодической цир­куляции промывочной среды в скважине для: 1) очистки забоя от продуктов разрушения породы; 2) охлаждения породоразру­шающего инструмента. Эти две основные функции выполня­ются любым из существующих в настоящее время промывоч­ных агентов и при любой схеме промывки или продувки.

В различных конкретных условиях бурения промывочная среда должна, кроме того, обеспечивать устойчивость стенок скважины, закреплять слабосвязные, рыхлые, сыпучие породы, не допускать набухания или растворения проходимых пород, размыва керна, протаивания мерзлоты, но в то же время дол­жна облегчать разрушение забоя, играть роль понизителя твер­дости. В случае прекращения циркуляции шлам должен удер­живаться в стволе скважины во взвешенном состоянии, но легко и быстро отделяться в очистной системе. Гидростатическое дав-

При общей обратной циркуляции (рис. 2.1, б) промывочная среда нагнетается через устье скважины в кольцевой канал, по которому достигает забоя, и затем движется к поверхности по внутреннему каналу бурильных труб. Обратная циркуляция при благоприятных условиях обеспечивает лучшую очистку забоя при меньших расходах промывочной среды, способствует повы­шению выхода керна и может быть использована для непрерыв­ной выдачи керна на поверхность. Для осуществления обратной циркуляции необходима герметизация устья скважины. Обрат­ная циркуляция неприменима при бурении по трещиноватым или раскарстованным породам, в которых теряется промывоч­ная среда.

Особая разновидность обратной циркуляции, создаваемая при так называемом «вакуумном бурении» за счет отсасывания через бурильные трубы, лишена указанных недостатков, но осуществима лишь при бурении мелких скважин.

Призабойная местная циркуляция (рис. 2.1, в) подземной воды или специально подливаемой в скважину жидкости может осуществляться в прямом и обратном направлениях, в состав снаряда включается соответственно наружный или внутренний шламосборник. Простейший способ обратной призабойной цир­куляции реализуется при безнасосном бурении. Для создания прямой или обратной местной циркуляции используют погруж­ные насосы с электрическим или механическим приводом.

Комбинированная схема циркуляции (рис. 2.1, г) имеет место при использовании энергии нагнетаемой с поверхности по ко­лонне бурильных труб жидкой или газообразной среды для создания местной, как правило, обратной циркуляции в при­забойной зоне в целях повышения выхода и качества керна. Для этого применяют пакерные, эжекторные и эрлифтные снаряды, а также могут быть использованы погружные насосы поршне­вого, винтового, ротационного и других типов с гидравличе­ским или пневматическим приводом.

Общая по скважине (прямая или обратная) циркуляция мо­жет быть замкнутой и незамкнутой. Первая осуществ­ляется обычно при использовании промывочных жидкостей, вто­рая— в условиях применения газообразных агентов. При замк­нутой циркуляции буровой раствор на водной основе и, тем более, специальные промывочные жидкости после выхода из скважины очищаются на поверхности, попадают в — отстойник, откуда насосами вновь подаются к забою. По замкнутой схеме циркулирует и жидкая фаза аэрированных растворов. Исполь­зуемый в качестве промывочной среды воздух после пылеулав­ливания выходит в атмосферу, а природный газ при этом сжи­гается. Помимо организационно-экономических соображений, замкнутая циркуляция промывочной жидкости целесообразна с точки зрения охраны природной среды даже в условиях из­бытка воды, например при бурении на акваториях. На рис. 2.2

приводится предложенная Л. М. Ивачевым классификация схем циркуляции в скважине.

При любой схеме циркуляции возможны потери промывоч­ной среды за счет ее ухода в поглощающие породы. Потеря циркуляции может быть частичной, полной и катастрофической. В первом случае на поверхность выходит меньшее количество промывочной жидкости, чем подается в скважину. Во втором

бурение ведется вообще без выхода жидкости на поверхность. Катастрофическая потеря циркуляции происходит при внезап­ном вскрытии скважиной крупной трещины, каверны или карста, что обычно сопровождается прихватом снаряда за счет осев­шего шлама, обвалами стенок скважины и другими осложнени­ями. Потери циркуляции воздуха (газа) при бурении с продув­кой не представляют опасности, тем более, что за счет запол­нения дренажных каналов шламом через некоторое время цир­куляция обычно восстанавливается, чего не происходит в усло­виях жидкостной промывки.

На нормальный процесс циркуляции при любой ее схеме сильное влияние оказывают притоки в скважину подземных вод и других флюидов. Циркуляция может быть полностью нару­шена фонтанированием воды, газа, нефти. Бурение скважин на геотермальных месторождениях часто сопровождается выбро­сами пара, горячей воды и их смеси.

Предупреждение указанных и многих других осложнений, обеспечение нормальных условий бурения решающим образом -’.ависят от обоснованного выбора соответствующего вида про­мывочной среды и рациональной схемы ее циркуляции.

Комментарии запрещены.