Шламовая подушка
Cтраница 2
Как показали экспериментальные исследования, выполненные на действующих производствах, после пуска в работу осветлителя ( см. рис. VIII-6) и насадочных фильтров ( см. рис. VIII-5) некоторое время ( 10 - 12 ч для осветлителя ЦНИИ МПС и 10 - 12 мин для фильтров) рассол на выходе из аппаратов имеет повышенную концентрацию ионов кальция и магния. Это объясняется формированием шламовой подушки в осветлителе и реверсом потока в фильтре. [16]
При углублении ствола с использованием аэрированной жидкости как в проницаемых, так и в непроницаемых горных породах гидростатическое давление на проходимые горные породы понижается по сравнению с применением буровых растворов. Поэтому и на шламовую подушку действует перепад давления, несколько меньший, чем при использовании буровых растворов. Физико-химические свойства жидкого компонента газообразного агента оказывают такое же влияние на процесс очистки забоя от шлама, как и буровые растворы. Так, увеличение вязкости промывочной жидкости до 28 сП оказывает существенное влияние на механическую скорость; при дальнейшем увеличении вязкости ( до 40 сП) механическая скорость не снижается. Увеличение твердой фазы, которая состоит преимущественно из барита, глины и песка, без изменения свойств бурового раствора ведет к уменьшению механических скоростей, так как твердая фаза создает дополнительное сопротивление в шламовой подушке, а следовательно, перепад давления увеличивается. Если высказанная гипотеза о кавитации справедлива, то следует ожидать эффективной очистки забоя от шламовой подушки при использовании аэрированной жидкости. [17]
Таким образом, гидростатическое давление бурового раствора затрудняет отделение шлама от породы. В результате на поверхности забоя образуется шламовая подушка толщиной в несколько миллиметров ( от 1 - 2 мм и выше), которая препятствует непосредственному контакту зуба долота с разрушаемой породой. [18]
Повышение скорости течения улучшает очистку скважины путем обеспечения твердых частиц большей энергией. Вращение колонны особенно эффективно для удаления шламовых подушек в растворе типа РеБиоп из-за того, что в кольцевом пространстве образуется винтовой поток. Высокая ВНС, что свойственно для раствора типа РеБиоп, обеспечивает эффективную передачу гидравлической и механической энергии частицам шлама. [19]
При разрушении проницаемых пород физическое состояние шламовой подушки определяется указанными выше факторами, однако при использовании аэрированных жидкостей шламовый слой будет менее уплотнен, чем при разрушении непроницаемых пород. Следовательно, в тех случаях, когда шламовая подушка менее плотная, имеются несколько лучшие условия для разрушения породы, чем при применении буровых растворов. По данным, полученным на месторождениях Западной Канады, применение аэрированной жидкости в идентичных условиях дает увеличение механической скорости на 45 % по сравнению с буровым раствором. При этом было установлено, что эффективность падает по мере увеличения глубины разрушения породы. [20]
В реальных условиях бурения скважин с использованием пен отрыв частиц от шламовой подушки в основном происходит за счет действия зуба долота, как и при промывке призабойной зоны буровыми растворами. Отличие заключается в том, что в последнем случае шламовая подушка сильно спрессована, а при использовании пен она разрыхлена. Поэтому при взаимодействии зуба долота со шламовой подушкой при использовании пен потоком рабочего агента должно захватываться большее количество частиц разбуренной породы, чем при промывке буровым раствором. [21]
Как показал анализ, тип и качество циркулирующей среды оказывают существенное влияние на разрушение породы. Поэтому изучение влияния газообразных агентов на разрушение горных пород при углублении ствола скважины сводится к рассмотрению двух факторов - напряженного состояния породы на поверхности забоя ствола и наличия шламовой подушки. [22]
 |
Многоярусный отстойник непрерывного действия.| Отстойник ( сгуститель с мешалкой. [23] |
Мешалка приводится в действие при помощи червячной и ременной передачи от трансмиссии, причем Этот передаточный механизм снабжен сигнализацией, указывающей момент пере-грузки аппарата. Ввиду того что осадок после остановки аппарата быстро слеживается, для облегчения пуска мешалки после остановки она снабжается приспособлением, при помощи которого лопасти с гребками могут быть приподняты над шламовой подушкой. [24]
Плотность является свойством бурового раствора, оказывающим наибольшее влияние на скорость проходки. При любом заданном пластовом давлении чем выше плотность бурового раствора, тем больше перепад давления и, следовательно, давление, удерживающее шлам на забое в статических условиях; это повышает также вероятность образования шламовой подушки на забое и сальника на долоте. На рис. 9.16 иллюстрируется влияние перепада давления на скорость проходки по данным, полученным в лабораторных условиях различными исследователями. На рис. 9.17 приведены результаты промысловых исследований Видрайна и Бенита. [25]
Если при циркуляции в скважине аэрированной жидкости разрушается непроницаемая горная порода, то физическое состояние шламовой подушки в некоторой степени будет зависеть от качества жидкого компонента. При наличии в составе аэрированной жидкости водного раствора поверхностно-активного вещества на поверхности забоя возможно наличие менее уплотненного шламового слоя. При отсутствии этих веществ шламовая подушка будет находиться практически в том же состоянии, что и при использовании обычных буровых растворов. [26]
В реальных условиях бурения скважин с использованием пен отрыв частиц от шламовой подушки в основном происходит за счет действия зуба долота, как и при промывке призабойной зоны буровыми растворами. Отличие заключается в том, что в последнем случае шламовая подушка сильно спрессована, а при использовании пен она разрыхлена. Поэтому при взаимодействии зуба долота со шламовой подушкой при использовании пен потоком рабочего агента должно захватываться большее количество частиц разбуренной породы, чем при промывке буровым раствором. [27]
Адсорбционные слои ПАВ проникают с большой скоростью за счет двухмерного давления вдоль обеих поверхностей щели. Все это создает условия, благодаря которым шламовая подушка будет находиться в разрыхленном состоянии, как и при использовании воздуха. [28]
Кавитация всегда связана с понятием вредного разрушения. В процессе бурения кавитационная эрозия играет, видимо, и положительную и отрицательную роль. В первом случае она разрушает породу и разрыхляет шламовую подушку, во втором - разрушает долото. Разрушения при кавитации вызываются циклическим термодинамическим процессом, происходящим в мельчайшем пузырьке газообразного компонента: его ростом в зоне пониженного давления и схлопыванием в зоне повышенного давления, куда пузырек переносится потоком аэрированной жидкости и элементами долота. При этом пузырек может схлопы-ваться при соприкосновении с твердым телом ( порода, долото) и при столкновении с аналогичным пузырьком. В момент схло-пывания образуются кумулятивные струи, обладающие очень большой разрушительной силой, а также ударные волны давления. Геометрические размеры кумулятивных струй позволяют им проникать не только в шламовую подушку, но и в имеющиеся в породе поры и образующиеся при разрушении трещины, внося в них поверхностно-активные вещества. [29]
Как и шламовая подушка, сальник на долоте образуется при высоких осевых нагрузках. В твердых породах зубья долота частично забиваются шламом. Насколько такое забивание снижает механическую скорость бурения, определить трудно, потому что это явление трудно отличить от образования шламовой подушки. Гарнье и ван Линген утверждали, что при контактировании частиц шлама с поверхностями долота эти частицы прилипают из-за разницы давлений в порах частиц шлама и в буровом растворе. [30]
Страницы: 1 2 3