9.3.1 Естественные методы очистки промывочной жидкости

Естественные методы очистки промывочной жидкости заключаются в осаждении частиц разбуренной породы под действием силы тяжести в циркуляционной системе скважины на поверхности земли. Циркуляционная система при этом способе очистки состоит из желобов, отстойников и приемных емкостей. Длина и размеры желобов, число и объем отстойников и приемных емкостей (амбаров) зависят от глубины и диаметра скважины и условий бурения. При необходимости в обработке промывочной жидкости реагентами непосредственно при бурении в циркуляционную систему включают металлические емкости. Число емкостей, их объем и конфигурация определяются также производственной необходимостью и материально-техническими возможностями предприятий. Емкости могут делиться на несколько отсеков.

Желоба очистной системы делают либо в открытом грунте без крепления стенок или изготовляют из досок или листового железа. При глубоком разведочном и эксплуатационном бурении на нефть и газ ширина желобов составляет 600-700 мм, глубина — 400-600 мм. По назначению желоба делят на очистительные и со­единительные. Длина желобов зависит от глубины скважины, геологического разреза и может достигать 35 м и более.

Очистная способность желобной системы зависит от степени разрушения структуры, которая, в свою очередь, зависит от скорости движения промы­вочной жидкости по желобам. Наиболее полно шлам из глинистой промывочной жидкости удаляется в желобной системе при некоторой оптимальной скорости течения, когда максимально разрушается структура промывочной жидкости и отсутствует турбулентный режим течения.

Для нормальных глинистых промывочных жидкостей скорость течения должна быть в преде­лах 0,15-0,18 м/с, что достигается установкой же­лобов с уклоном 1/100-1/125. Для лучшего разру­шения структуры промывочной жидкости в желобах устанавливают перегородки. Обычно чередуют перегородки: не доходящие на несколько сантиметров до верхней кромки желоба и образующие щель над его дном. Изменяя направление потока промывочной жидкости, перегородки способствуют более полному выпадению из нее шлама. Устанавливают их через 1-2 м.

Для эффективной работы желобной системы необходимо непрерывно удалять из нее буровой шлам, но, т. к. практически это невозможно, уже через 2-3 ч работы очистная способность желобной системы заметно снижается. Обычно желобную систему очищают от шлама при прекращении циркуляции промы­вочной жидкости, потому что в противном случае взмученная часть разбуренной породы переносится в отстойник и вновь попадает в промывочную жидкость. Поэтому при бурении пород, быстро загрязняющих промывочную жидкость (например, песков), рекомендуется устанавливать двухрядную желобную систему, которая позволяет перекры­вать для чистки нужную секцию без прекращения циркуляции. Такая желобная система впервые была предложена А.А. Линевским для бурения нефтяных и газовых скважин.

Наиболее эффективно использование зигзагообразной желобной системы. Такая система компактна, что позволяет сократить площадь при бурении скважин в сельскохозяйственных районах, а в зимних условиях — располагать ее под полом буровой установки. В зимнее время желобная система дополнительно утепляется.

Отстойники и приемные емкости (амбары), как правило, делают в открытом грунте, иногда с последующим креплением стенок досками. Для по­вышения устойчивости стенки должны быть наклонными (уклон до 1/10). При уходе промы­вочной жидкости из отстойников и приемных емкостей стенки и дно их дополнительно глинизируют вязкопластичной глиной, а при неэффективности этих мер в открытые котлованы устанавливают металлические емкости. Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала желобная система и отстойники должны быть перекрыты щитами, а приемные емкости ограждены.

Преимуществом данного метода очистки является простота конструкции желобной системы и ее эксплуатации. Однако работы по очистке желобной системы и отстойников от шлама выполняются вручную, сопровождаются большими (до 10-15 %) потерями промывочной жидкости, загрязняют территорию, отведенную под буровую установку. Желоба и отстойники не очищают тиксотропную промывочную жидкость от мелкого песка, поэто­му качество жидкости, несмотря на предприни­маемые меры, со временем ухудшается и ее при­ходится или заменять, или применять другие ме­тоды очистки.