Солнечная электростанция 30кВт - бизнес под ключ за 27000$

15.08.2018 Солнце в сеть




Производство оборудования и технологии
Рубрики

РОЛЬ ПРОМЫВОЧНОЙ СРЕДЫ В ПРЕДУПРЕЖДЕНИИ ОСЛОЖНЕНИИ

Процесс бурения скважины, особенно глубокой при слож­ном геологическом разрезе, сопряжен с различного рода ос­ложнениями, выражающимися в сужении ствола, обрушении породы, потерях циркуляции, выбросах и пр. Предупреждение и ликвидация осложнений в процессе бурения возможны лишь на основе правильного выбора соответствующего вида промы­вочной среды, направленного регулирования ее свойств и под­держания необходимого режима циркуляции с учетом геологи­ческих и гидрогеологических особенностей разреза.

Промывочная среда в стволе скважины, породы, слагающие ее стенки, пластовые воды, нефть, газ находятся в непрерыв­ном взаимодействии, результаты которого зависят от их свойств и состояния.

Устойчивость ствола скважины, как и устойчивость циркуля­ции, определяется прежде всего сложным равновесием между гидростатическим и гидродинамическим давлением в скважине, с одной стороны, пластовым и горным давлением — с другой.

Гидростатическое давление столба промывочной среды в скважине в состоянии покоя определяется ее удельным весом 7 и высотой столба Я, что выражается формулой

рст = 10-у/, мПа. (2.11)

Ф

Регулирование гидростатического давления достигается из­менением’ удельного веса промывочной среды. Для создания противодавления на высоконапорные горизонты применяют утя­желенные растворы, для снижения потерь циркуляции в погло­щающих горизонтах — аэрированные жидкости и пену, при от­сутствии водопроявлеиий переходят на бурение с продувкой воздухом иди газом. Гидростатическое давление в скважине мо­жет самопроизвольно уменьшиться за счет неожиданного сни­жения высоты столба жидкости при катастрофическом погло­щении или в результате ее насыщения природным газом.

Гидродинамическое давление на стенки скважины и, осо­бенно, на призабойную зону создается в процессе движения промывочной среды при циркуляции и в тем большей мере, чем выше расход, плотность и вязкость раствора.

Резкое возрастание гидродинамического, давления наблюда­ется при возобновлении циркуляции после простоя, в особен­ности при высоком гидростатическом напряжении сдвига (проч­ности структуры) раствора.

Суммарное воздействие гидростатического и гидродинами­ческого давлений на призабойную зону скважины колеблется в широких пределах при спуско-подъемных операциях. Резкое снижение давления наблюдается при подъеме снаряда, возра­стание— при спуске. Амплитуда колебаний давления тем зна­чительнее, чем выше скорость движения снаряда, вязкость и статическое напряжение сдвига раствора.

Пластовое давление флюидов (вода, нефть, газ) зависит от многих факторов, среди которых определяющими являются: степень минерализации подземных вод, пористость пород, на­личие водоупорных горизонтов и геологических структур, поло­жение статического уровня (глубина зеркала подземных вод от поверхности). На первых сотнях метров плотность подземных вод близка к 1 г/см3, с глубиной минерализация возрастает, но р обычно не превышает 1,1 г/см3. Давление нефти и газа в при­родных емкостях, образованных геологическими структурами и сочетанием проницаемых, пористых или трещиноватых пород с перекрывающими их непроницаемыми (водоупорами), созда­ется за счет действующего снизу пластового давления подземных вод, обычно минерализованных. Аномально высокие давления имеют место, когда находящийся под водоупором проницаемый пласт поднимается, например, высоко в горы. На величину пла­стового давления влияет высокая температура на больших глу­бинах. Аномально низкие пластовые давления встречаются при глубоком положении статического уровня под поверхностью по причинам геологического характера. Горное давление на раз­личных глубинах определяется весом вышележащих пород и заполняющих поры подземных вод и приближенно может быть выражено формулой

Prop = 10-ЗД -/) РпЯ + fp (Я-h)], МПа, ‘ (2.12)

где f — пористость пород (отношение объема пор к суммарному объему породы), доли единицы; рп — плотность горных пород, кг/м3; р — плотность подземных вод, кг/м3; Я — глубина, м; h — глубина расположения статического уровня, м.

Считая для большинства горных пород р„=2,650 кг/м3 и вод средней минерализации р=1070 кг/м3, приняв среднюю пори­стость /=0,1 и Я=1 м, для насыщенных минерализованной во­дой горных пород (/i=0) расчетом по формуле (2.12) получим значение градиента горного давления Дргор=0,0244 МПа/м. Фактическое значение градиента горного давления всегда ниже этого теоретического значения и принимается близким к ЛрГОр= = 0,0225 МПа/м.

Пластовое давление, в частности аномально высокое, ни­когда не может превышать горного давления на данной глу­бине, иначе имело бы место разрушение пород и выравнивание давлений. В обычных условиях пластовое давление пропорцио­нально весу столба минерализованных подземных вод в пори­стых, проницаемых породах и существенно ниже горного дав­ления. Градиент давления подземных вод колеблется в преде­лах 0,01—0,011 МПа на 1 м. Сохранение пористости пород (предупреждение смыкания пор под влиянием горного давле­ния) обеспечивается прочностью минеральных зерен и механи­ческим взаимодействием между ними.

При некотором критическом давлении в стволе скважины, обычно меньшем, чем горное давление, происходит разрушение связей между минеральными частицами с образованием разви­тых дренажных каналов, т. е. гидравлический разрыв пласта, влекущий поглощение промывочной среды. Если гидростатиче­ское давление в стволе ниже пластового, вода, нефть, газ мо­гут проникать в скважину, резко изменяя свойства промывоч­ной среды и нарушая устойчивость стенок скважины, что ведет к осыпанию и обрушению породы. При аномально высоких пла­стовых давлениях проникновение флюидов в скважину ведет к выбросам и фонтанированию.

Гидростатическое давление раствора в скважине должно быть несколько выше пластового, но ниже критического, чтобы устранить возможность указанных осложнений. Колебания дав­ления в скважине при спуско-подъемных операциях или возоб­новлении циркуляции весьма опасны. В неблагоприятных усло­виях быстрый спуск снаряда часто приводит к разрыву пласта и катастрофической потере циркуляции, быстрый подъем — к газированию раствора с последующим выбросом. Для устра­нения этих осложнений необходимо всемерно снижать статиче­ское напряжение сдвига, вязкость растворов, особенно утяже­ленных, и ограничивать скорости спуска и подъема снаряда.

Помимо нарушений гидравлического равновесия, возникно­вение осложнений в процессе бурения определяется специфи­ческими особенностями проходимых пород, и меры борьбы с осложнениями путем подбора и регулирования свойств про­мывочной среды должны рассматриваться с учетом этих осо­бенностей.

1. Нарушения устойчивости ствола скважины, выражаю­щиеся в осыпании и обрушении проходимой породы, приводят к прихватам и затяжкам снаряда при извлечении, к его обрыву, вызывают необходимость вторичных проработок ствола при спуске снаряда. Выбор* эффективной промывочной среды для обеспечения устойчивости стенок скважины зависит от вида проходимой породы.

В неустойчивых слабосвязных безглинистых проницаемых породах (пески, супеси, зоны дробления) целесообразно приме­нение глинистого раствора, способствующего глинизации стенок скважины, повышению их устойчивости. При слабой обводнен­ности пород главное требование к раствору — минимальная во­доотдача, чтобы фильтрат не нарушал трения между части­цами. Статическое напряжение сдвига должно быть повышено для удержания осыпающейся породы на весу и быстрого за­студневания глинистого раствора в дренажных каналах. При низком пластовом давлении удельный вес раствора должен быть минимальным, но достаточным для незначительного пре­вышения гидростатического давления над пластовым, что поз­воляет поддерживать глинистую корку на стенках скважины, но снижает фильтрацию под влиянием перепада давления. Хи­мический состав фильтрата в несвязных сыпучих породах роли не играет. При слабой сцементированности породы фильтрат не должен быть щелочным для предупреждения разрушения це­мента.

В неустойчивых глинистых проницаемых породах также воз­можно рациональное применение глинистых растворов, по свой­ствам во многом аналогичных рассмотренным выше, по глав­нейшим требованиям к растворам в этих условиях является отсутствие ионов Ыа в фильтрате, вызывающих набухание, дис­пергирование глинистых пород и перевод их в раствор. При химической обработке нельзя применять щелочи и щелочные реагенты. Необходимо тщательно контролировать вязкость рас­твора и предупреждать ее возрастание за счет глинистого шлама своевременной обработкой иещелочными органическими реагентами типа КССБ, сунила, а также поверхностно-актив — ными веществами. Глинистые — породы весьма разнообразны по степени устойчивости и проницаемости. В этих сложных усло­виях находят полезное применение специальные растворы — ин­гибированные, в частности, солями поливалентных металлов, на нефтяной основе, не содержащие отфильтровывающейся воды; гидрофобные эмульсии (вода в нефти) при условии ингибиро­вания дисперсной ВОДЫ.

В условиях перемежающихся неустойчивых пород возможно успешное применение естественных безглинистых растворов, образующихся в скважине до вскрытия горизонта глинистых пород. Переход в раствор гипса, ангидрита обеспечивает ин­гибирующее действие кальция. Стабилизация этих растворов должна осуществляться нещелочными реагентами.

Неустойчивость стенок скважины при проходке солевых от­ложений вызывается растворением проходимых солей. Для его устранения при проходке мощных солевых толщ применяется промывка концентрированными растворами тех же солей. По­скольку растворимость солей зависит от температуры, при больших глубинах или аномально высоком геотермическом гра­диенте по мере охлаждения концентрированного рассола при движении к поверхности из него может выпадать кристалли­ческая соль. В этих условиях, как и при переслаивании со­леносных отложений с песчано-глинистыми, необходимо при­менение глинистых растворов, обладающих тиксотропными свойствами (в частности, из палыгорскитовых глин). Регули­рование свойств таких растворов, особенно утяжеленных и при высокой минерализации представляет наибольшие труд­ности. Их стабильность достигается лишь комбинированной обработкой реагентами-понизителями вязкости и водоотдачи: крахмальным и водорослевым реагентами, КМЦ, ССБ, КССБ, К-4, сунилом в различных сочетаниях. Экономия расхода реа­гентов достигается при использовании нефтеэмульсионных рас­творов. В зависимости от конкретных условий может ока­заться целесообразным применение растворов на нефтяной ос­нове и стабилизированных естественных безглинистых рас­творов.

Причина неустойчивости проходимых мерзлых пород — протаивание цементирующего рыхлую породу льда за счет теплообмена с циркулирующей промывочной жидкостью. В этих условиях можно применять охлаждающийся в про­цессе первых циклов циркуляции водный раствор №С1. Кон­центрацию ЫаС1 применяют в зависимости от температуры мерзлых пород (табл. 2.3).

Таблица 2.3

Температура замерзания водного раствора ЫаС1 в зависимости от концентрации и плотности

Концентра­ция, кг/м3

Плотность

раствора,

г/сма

Температура

замерзания,

°С

Концентра­ция, кг/м3

Плотность р аствора, г/см3

Температура

замерзания,

°С

30

1,02

— 1,8

157

1,10

—9,8

59

1,04

—3,5

193

1,12

— 12,2

90

1,06

—5,4

231

1,14

—15,1

124

1,08

—7,5

269

1,16

—18,2

Наилучшие результаты при бурении в мерзлых породах дает применение охлажденного сжатого воздуха и стабиль­ной пены, что рассмотрено в разделе, посвященном бурению с продувкой.

2. Сужение ствола скважины происходит при набухании глинистых й некоторых других пород в результате взаимо­действия с промывочной жидкостью, а также при отложении толстой глинистой корки на стенках скважины и приводят к затяжкам и прихватам снаряда, затруднениям с обсадкой и др.

Плотные глинистые породы устойчивы и практически не­проницаемы для гравитационной воды. Поэтому при бурении их с промывкой глинистым раствором глинистой корки на стенках не образуется, и водоотдача раствора не играет роли. Вместе с тем любая глинистая порода способна впитывать фильтрат по капиллярам. Поэтому важнейшим требованием к раствору является отсутствие ионов N8 в фильтрате, ини­циирующих набухание глины и сужение ствола. Применение реагентов-электролитов и щелочных защитных коллоидов не­допустимо. В мощных отложениях глин выгодно применять естественные глинистые растворы, образующиеся при цир­куляции воды в скважине и поверхностной очистной системе, представляющих собой идеальную глиномешалку. Однако при этом совершенно необходимо применять нещелочные реагенты, ПАВ для устранения набухания глин и снижения вязкости. раствора.

В хорошо проницаемых, но устойчивых неглинистых поро­дах (песчаниках, известняках, доломитах и пр.) возможно бы­строе нарастание очень толстой глинистой корки, сужающей ствол скважины. На больших глубинах под влиянием высоких температур глинистая корка может затвердевать, что ведет к тя­желым осложнениям. При использовании глинистого раствора основное средство борьбы’ с этим явлением — всемерное сни­жение водоотдачи, в частности путем использования щелочных реагентов типа УЩР, ТЩР, тем более, что эти реагенты в до­статочной мере термостойки. Часто в подобных условиях более целесообразно оказывается применение безглинистой промывоч­ной жидкости с малым содержанием твердой фазы для устра­нения образования корки. При пониженных пластовых давле­ниях можно также применять аэрированную воду и стабилизи­рованную пену.

3. Поглощение промывочной жидкости происходит в пори­стых, трещиноватых и закарстованных породах при понижен­ных пластовых давлениях. Поглощения промывочной жидкости, потери циркуляции различаются своей интенсивностью и сказы­ваются, прежде всего, на экономических показателях бурения, вызывая рост нерациональных затрат на водо — и глиноснабже- ние. При катастрофических поглощениях весь взвешенный в стволе шлам может оседать на забой, вызывая тяжелые при­хваты снаряда. При этом может произойти обрушение вышеле­жащих неустойчивых пород, ведущее к потере скважины. Сле­дует учитывать, что поглощения могут происходить совершенно одинаково как в сильнообводненных, так и в совершенно сухих продицаемых горизонтах при одинаковом превышении гидроста­тического давления над пластовым. В’зависимости от степени обводненности, положения статического уровня подземных вод, интенсивности поглощения и свойств поглощающих пород меры и средства борьбы с поглощениями различны.

При незначительной частичной потере циркуляции она мо­жет быть устранена применением тиксотропного раствора, ха­рактеризующегося высоким значением отношения 0ш/0 и малой плотностью.

При интенсивных поглощениях и благоприятных условиях водоснабжения возможна промывка водой без выхода цирку­ляции. При затруднениях с водоснабжением радикальным сред­ством борьбы с поглощениями является применение аэрирован­ной жидкости. Регулируя состав водовоздушной смеси, можно добиться такого положения, что не будет происходить ни по­глощения, ни притоков в скважину. При наличии в разрезе не*- устойчивых пород можно с успехом применять аэрированный глинистый раствор. Для улучшения смешения и повышения ста­бильности газожидкостной смеси при компрессорном и беском — прессорном способах аэрации используют добавки ПАВ. При­менение аэрированной жидкости возможно и при турбинном бурении.

При отсутствии естественной обводненности поглощающих горизонтов наиболее рационально применение продувки сжа­тым воздухом или газом. Выносимые с забоя шлам и пыль за­полняют собой дренажные каналы, трещинй и пустоты. При этом иногда восстанавливается циркуляция, что при жидкост­ной промывке не наблюдается. При небольших водопроявле — ниях бурение с продувкой сопровождается сальникообразова — нием. Для борьбы с этим явлением применяют пенообразующие

ПАВ. В устойчивых поглощающих породах при небольших во- допроявлениях наиболее эффективно применение промывки ста­бильной пеной.

В обводненных устойчивых поглощающих породах при вы­соком положении статического уровня рационально применять эрлифтные снаряды и погружные насосы с пневматическим при­водом для создания местной призабойной циркуляции подзем­ных вод.

4. Водопроявления, фонтанирование воды, газирование ра­створа, выбросы нефти и газа происходят при недостаточном противодавлении на высоконапорный горизонт. Это наиболее тяжелые и опасные осложнения. Помимо потери скважины, в отдельных случаях возможна потеря целых месторождений. Фонтанирование воды может сопровождаться выносом песка, что ведет к просадке поверхности и разрушению сооружений. Попытки ликвидировать фонтан, затампонировать устье сква­жины часто приводят к образованию грифонов на большой площади. Выбросы нефти и газа, кроме того, вызывают по­жары и взрывы. Борьба с фонтанированием и пожарами может длиться годами и связана с большими затратами средств р труда.

До вскрытия высоконапорного горизонта скважина обяза­тельно должна быть обсажена с установкой башмака в плотных породах с цементированием на всю глубину. Устье скважины оборудуется превенторами с трубными и сплошными плашками и через заглушки подсоединяется к отводной магистрали.

Основной способ борьбы с выбросами — утяжеление буро­вого раствора. Без применения инертных утяжелителей можно приготовлять растворы из некоторых сортов глин с плотностью до 1,45 г/см3. При выборе утяжелителя необходимо учитывать, что барит способен адсорбировать пузырьки воздуха, магнетит, обладающий магнитными свойствами, откладывается на бу­рильных и обсадных трубах, что приводит к прихватам, тяже­лые минералы и колошниковая пыль обладают высокой твер­достью и абразивностью, в связи с чем при относительно не­высоких пластовых давлениях в качестве утяжелителя целесо­образно применять известняк или мел. Помол утяжелителя должен быть не слишком тонким, поскольку частицы разме­рами меньше 5 мкм приводят к образованию структуры. Очень важна химическая обработка утяжеленного раствора, основной целью которой является снижение вязкости и статического на­пряжения сдвига. При высоких значениях этих параметров, опасных величин могут достигать колебания давления в стволе при спуско-подъемных операциях и возобновлении циркуляции. Опыт показывает, что большинство выбросов начинается при подъеме снаряда. Скорость подъема должна быть ограничена. Очень важен контроль за содержанием газа в растворе. Его увеличение указывает на опасность выброса. В этих условиях необходимы непрерывная дегазация раствора на поверхности и обработка пеногасителями.

5. Снижение отдачи продуктивного пласта происходит за счет глинизации при вскрытии или в результате химического воздействия фильтрата из раствора, вызывающего набухание глинистых частиц или выпадение осадков в поровом простран­стве, что резко снижает фильтрационную способность. Меры борьбы с этим явлением — снижение удельного веса (гидроста­тического давления) глинистого раствора и его водоотдачи, хи­мическая обработка нещелочными реагентами и растворами не­ионогенных ПАВ-деэмульгаторов, переход с глинистого рас­твора на безглинистые растворы главным образом на нефтяной основе, применение аэрированных жидкостей, пены и продувки воздухом или природным газом.

Применение растворов на нефтяной основе для вскрытия нефтеносных горизонтов позволяет иногда в несколько раз повысить дебит скважины. В США применение продувки позво­лило в ряде случаев обнаружить на эксплуатируемых место­рождениях низкодебитные продуктивные горизонты, оставав­шиеся прежде незамеченными.

Сохранение естественной проницаемости пластов является одной из важнейших проблем эксплуатационного бурения на нефть и газ.

6. Высокотемпературные искажения свойств буровых раство­ров возникают на больших глубинах или при аномально высо­ких значениях геотермического градиента по причине ускорения химических реакций, снижения вязкости дисперсионной среды, сил межмолекулярных и внутримолекулярных связей и др. Рас­творы из высококачественных коллоидных глин, например бен­тонитовых, весьма чувствительны к тепловому воздействию и загустевают при температурах около 100—120°С, растворы с большим содержанием малоколлоидной глины не загустевают, но могут разжижаться. Известковые растворы при температуре 120 °С и выше не только загустевают, но и затвердевают.

Поскольку свойства буровых растворов поддерживаются в определенных пределах ради устранения тех или иных за­труднений в процессе бурения, искажение этих свойств под влиянием теплообмена может приводить к различным уже рас­смотренным осложнениям. Кроме того, температурные преобра­зования растворов опасны и сами по себе. При разжижении раствора может образоваться на стенках скважины толстая глинистая корка, способная к тому же затвердевать, что ведет к прихватам, затяжкам и обрывам снаряда, вызывает вторич­ные проработки ствола, затрудняет спуск обсадной колонны.

Средством борьбы с осложнениями этого рода является хи­мическая обработка растворов для придания им повышенной термостойкости. При температурах 120—180°С при слабой ми­нерализации применяются умеренно термостойкие реагенты

УЩР, ТЩР, КССБ, ПФХЛ, нитролигнин, сунил. С ростом мине­рализации их эффективность резко снижается. Высокой тер­мостойкостью отличаются акриловые полимеры — гипан, К-7, РС-2, обладающие прочной углерод-углеродной связью в основ­ной цепи макромолекулы. Повышение термостойкости защитных коллоидов достигается обработкой их соединениями хрома. По­лученные этим путем реагенты ФХСЛ, КССБ и другие позво­ляют обеспечивать стабильность свойств буровых растворов до температуры 200 °С. В условиях повышенной минерализации применяется комбинированная обработка раствора несколькими реагентами. Важное влияние на термостойкость растворов ока‘- зывает продолжительность прогрева. Опасность осложнений возрастает при простоях.

Обеспечение высокой термостойкости растворов при сильной минерализации является одной из важнейших и труднорешае­мых проблем глубокого и сверхглубокого бурения.

Влияние свойств промывочной среды на работу породоразрушающего инструмента

Вид промывочной среды, ее физические и теплофизические свойства оказывают большое влияние на механическую ско­рость бурения и износостойкость породоразрушающего инстру­мента, даже если сравниваемые промывочные агенты не содер­жат никаких добавок поверхностно-активных веществ, могущих играть роль понизителей твердости проходимых пород.

Давно замечено, что скорость бурения и стойкость инстру­мента возрастают с уменьшением плотности и вязкости про­мывочной среды. Так, переход с промывки глинистым раство­ром на промывку водой в устойчивых породах дает обычно уве­личение механических скоростей на 15—20 %, а в отдельных случаях — вдвое.

Экспериментальным путем в лабораторных и производствен­ных условиях доказано существенное снижение скорости буре­ния с увеличением гидростатического давления на забой, прояв­ляющееся тем в большей мере, чем выше пластические свой­ства породы, находящейся в состоянии всестороннего сжатия. Снижение скорости вызывается также ухудшением условий очистки забоя с ростом превышения гидростатического давле­ния над пластовым. При бурении с продувкой воздухом (газом) из-за его малой плотности давление на забой минимально, в связи с чем рост механической скорости бурения достигает иногда десятикратного размера в сравнении с промывкой глини­стым раствором. Решающее влияние гидростатического давле­ния доказывается тем, что разница в скоростях бурения с про­мывкой и продувкой растет с увеличением глубины скважины.

Вязкостные свойства промывочной среды также оказывают значительное влияние на механическую скорость бурения и ра­ботоспособность долот и коронок главным образом потому, что определяют собой эффективность процесса очистки забоя от продуктов разрушения породы. Более вязкая среда медленно проникает в трещины под уже отколотыми, но еще не подня­тыми с забоя частицами породы, в силу чего они удержива­ются перепадом давления. Это подтверждается неоднократно отмечавшимся ростом механической скорости бурения с уве­личением водоотдачи раствора и ее снижением при повышении коллоидных свойств последнего. Определенное отрицательное влияние на процесс бурения — резания и дробления может ока­зывать смазывающее действие промывочной среды под резцом коронки или зубом шарошки, возрастающее с увеличением вяз­кости. Подъем частицы шлама с забоя скважины, как и со дна любого руслового потока, происходит за счет вертикальной со­ставляющей турбулентного вихря. Степень турбулентности и связанная с ней толщина ламинарного подслоя однозначно оп­ределяются значением числа Рейнольдса. Чем больше, дина­мические силы потока (числитель) и меньше вязкостные (знаменатель), тем интенсивнее турбулентные вихри и тоньше ламинарный подслой, тем лучше условия для очистки забоя.

На практике при увеличении плотности промывочной среды снижают скорость потока, и наоборот, поддерживая приблизи­тельно постоянными динамические силы потока, его транспор­тирующую способность. При этом степень турбулизации потока определяется вязкостью применяемой промывочной среды.

На кафедре технологии и техники бурения скважин ЛГИ исследовалось влияние вязкостных свойств промывочной среды на работоспособность бурового породоразрушающего инстру­мента. На рис. 2.25 показаны опытные точки и осредненные кривые зависимости весового износа самозатачивающихся тон­копластинчатых коронок СА диаметром 59-мм от проходки при бурении по стандартным промышленным абразивным блокам с использованием различных промывочных агентов, расход ко­торых создавал во всех случаях одинаковую транспортирующую способность в кольцевом зазоре. Вычисленные с учетом расхода, плотности и вязкости значения числа Рейнольдса для промы­вочных каналов коронки СА диаметром 59 мм составляли: воз­дух— 14150, вода — 3948, дизельное топливо — 820, глинистый раствор — 434. В аналогичной последовательности и близком соотношении распределялась и проходка на коронку.

Наилучшие результаты в смысле работоспособности коронки получены при продувке воздухом, наихудшие — при промывке глинистым раствором. Тот факт, что проходка на коронку при бурении с промывкой водой выше, чем дизельным топливом, показывает определяющее влияние вязкости промывочной среды и подчиненное значение плотности в условиях, когда влияние гидростатического давления практически исключено.

Газообразные агенты обладают особыми преимуществами в смысле весьма малой вязкости и плотности. Именно при про­дувке получены рекордные показатели по скорости бурения и проходке на долото. Из практики бурения в США известно, что если на проходку скважины глубиной 3000 м с промывкой гли­нистым раствором затрачивается 35 дней, то при использова­нии газообразных агентов — лишь 2—3 дня. Известны примеры, когда проходка на долото при продувке превышала 1000 и даже 2000 м. При опытном бурении с продувкой воздухом на нефтя­ных полях Украины, проведенном ВНИИБТ, достигнута рейсо­вая проходка свыше 900 м. Однако эффективное применение продувки возможно лишь в благоприятных для этого условиях.

0 50 100 150 200 250 300 350 /), см

Рис. 2.25. График зависимости весового износа тонкопластинчатых коронок типа СА диаметром 59 мм от проходки по абразивным блокам при постоян­ном режиме (Р=45 Н; «=237 об/мин) н различных промывочных агентах:

/ — воздух; 2 —’вода; 3 — дизельное топливо; 4 — глинистый раствор

Подпись:&Р, Г

60 ■ 50 0-0 30 20 10

Важную роль играют теплофизические свойства промывоч­ной среды, влияющие на охлаждение породоразрушающего ин­струмента, устойчивость стенок скважины в мерзлых поро­дах и др.

Учет и использование свойств традиционных промывочных агентов, их физико-химическая обработка, применение таких новых разновидностей, как пены, эмульсии, полимерные рас­творы, для повышения производительности, качества и эконо­мичности буровых работ являются развивающимся направле­нием исследований в области технологии бурения.

Комментарии запрещены.